Durante décadas, os praticantes da datação por radiocarbono exploraram um sinal apelidado de "forro de prata" dos testes de armas atômicas realizados na década de 1950. À medida que os detritos da explosão se espalhavam pelo ar, partículas de carbono-14 radioativo entraram na atmosfera. Essa precipitação criou o chamado pulso de bomba. A concentração atmosférica de carbono-14 aumentou durante a década de 1950 e início da década de 1960, seguida por um declínio gradual após a assinatura do Tratado de Proibição de Testes Limitados em 1963.

O resultado é um desvio distinto na curva de carbono-14, que tem sido uma bênção para o campo da datação por radiocarbono. Mas esses métodos estavam em perigo em 2021, quando as emissões de dióxido de carbono (CO2) da combustão de combustíveis fósseis minaram o sinal. Consequentemente, os pesquisadores podem ter que confiar em métodos novos ou complementares para datar materiais orgânicos.

Relógio Atômico de Carbono

A datação por radiocarbono explora o fato de que o carbono ocorre em várias formas, das quais o carbono-12 é o mais abundante. Muito menos comum é o isótopo radioativo carbono-14. O carbono-14 é produzido quando a radiação cósmica colide com a atmosfera. O isótopo então desce para a superfície da Terra, onde é incorporado em plantas e outras matérias orgânicas.

No momento em que um organismo morre, um relógio radioativo começa a funcionar. Os átomos de carbono-14 decaem com o tempo, reduzindo a concentração de carbono radioativo no tecido. Ao medir as quantidades de ambos os isótopos, os cientistas podem determinar a data de morte de uma amostra. Quanto menor a concentração de carbono-14, mais velha é a amostra.

A datação por radiocarbono pode ser aplicada a amostras de até 50.000 anos. No entanto, o método perde precisão à medida que se investiga o passado distante, com resultados muitas vezes sugerindo várias idades possíveis ou incluindo grandes incertezas. O pulso da bomba, por outro lado, permitiu datar amostras recentes em um a dois anos, um grau incrível de precisão.

“Embora a datação por radiocarbono seja comumente associada à arqueologia e a objetos do passado, o pulso da bomba era mais relevante para uma ampla gama de cenários forenses”, explicou Fiona Brock. Ela é uma ex-química de radiocarbono na Universidade de Oxford e membro atual do Cranfield Forensic Institute da Cranfield University, onde ensina e aconselha sobre datação por radiocarbono. Pesquisadores usaram o pulso da bomba para identificar vítimas da Guerra da Coréia, expor falsificações de arte e farejar vinhos e uísques falsos.

O radiocarbono está diminuindo

Ironicamente, esse benefício inesperado da interferência humana no meio ambiente está sendo vítima de outro tipo de interferência:a queima de combustíveis fósseis. Os combustíveis fósseis consistem em material orgânico com milhões de anos – velho o suficiente para que todo o seu carbono-14 tenha se decomposto. Assim, os gases liberados durante a combustão de combustíveis fósseis reduzem a concentração de carbono-14 na atmosfera. O uso generalizado de combustíveis fósseis é parcialmente responsável pela rápida redução do pulso da bomba após 1963.

Em 2021, a concentração atmosférica de carbono-14 caiu abaixo dos valores pré-bomba pela primeira vez desde a década de 1950. Isso significa que o tecido orgânico que se forma hoje tem a mesma concentração de carbono-14 que uma amostra de 1955 – um efeito problemático para pesquisadores que tentam distinguir amostras com essas idades.

À medida que continuamos a queimar combustíveis fósseis, o problema vai piorar. Daqui a trinta anos, o material orgânico recém-produzido terá a mesma concentração de carbono-14 que uma amostra de 1050. Isso significa que a datação por radiocarbono não será capaz de distinguir entre uma túnica Viking e uma camiseta recém-saída das prateleiras em 2050.

A perda do pulso da bomba afeta tanto a pesquisa quanto as aplicações forenses. Por exemplo, “bons falsificadores podem aproveitar ao máximo a situação em que uma pintura moderna tem a mesma data potencial de uma obra de arte histórica, ou pelo menos manipular a situação para causar dúvidas suficientes sobre se algo é genuíno ou falso”, diz Brock. .

Resgatando o Radiocarbono

O pulso da bomba estava fadado a desaparecer eventualmente quando o carbono-14 foi incorporado ao oceano ou se decompôs, mas a queima de combustível fóssil acelerou seu fim. No entanto, a perda do pulso da bomba não significa o fim da datação por radiocarbono. Outras técnicas podem complementar os dados de radiocarbono.

Uma dessas soluções usa carbono-13, outro isótopo estável de carbono. Como seu irmão radioativo, o carbono-13 é escasso em combustíveis fósseis, então sua concentração atmosférica diminui à medida que queimamos carvão, petróleo ou gás. Ao medir o carbono-13 juntamente com o carbono-14, os pesquisadores podem determinar se uma amostra é anterior ou posterior à Revolução Industrial. Alternativamente, o césio-137 radioativo liberado durante os testes de bombas pode identificar amostras formadas após 1963.

Peter Köhler, físico do Instituto Alfred Wegener, na Alemanha, que estuda isótopos de carbono e sensibilidade climática, acredita que a datação por radiocarbono continuará sendo amplamente utilizada.

"É preciso aplicar o bom senso", diz Köhler. "As amostras são medidas dentro de um contexto, e isso deve fornecer informações suficientes se houver o perigo de misturar moderno e antigo."

Caroline Hasler é um escritor de ciência para Eos. Ela é formada pela ETH Zurich e atualmente está estudando para seu doutorado. na Universidade da Califórnia em Berkeley.

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