• Hugo Cavalcanti

Contando o passado: A datação por Carbono-14 nos materiais orgânicos



O Carbono é um componente essencial para a vida na terra, estando presente na estrutura de todas as moléculas orgânicas e em grande parte do material que compõe nosso planeta. Entre os isótopos instáveis do carbono, o C14, além de ocorrer de forma natural, é o que apresenta a maior meia-vida, que é de aproximadamente 5730 anos.


A formação do C14 ocorre nas camadas mais externas da atmosfera, através do bombardeamento dos nêutrons presentes nos raios cósmicos com os átomos de N14 presentes na atmosfera. Após a sua formação, o C14 reage com o oxigênio do ar formando o dióxido de carbono (C14O2), devido a essas reações, a quantidade desse gás presente na atmosfera tende a permanecer constante ao longo dos anos. Este C14O2, juntamente com o C12O2, é absorvido pelos animais e vegetais, sendo incorporado ao organismo através do metabolismo. Enquanto o animal ou vegetal permanecer vivo a quantidade de C14 e C12 permanece constante no seu corpo. Após a morte, a absorção de dióxido de carbono é interrompida e a quantidade de C14 existente se dividirá pela metade a cada 5730 anos, devido a sua desintegração radioativa, enquanto que a quantidade de C12 permanecerá inalterada. Consequentemente, a concentração relativa dos isótopos varia com o tempo. Dessa maneira, é possível fazer a datação radiométrica de amostras que tenha até 60 mil anos, mais do que isso a quantidade de C14 restante no tecido orgânico começa a ser pequena demais para uma datação precisa através dessa técnica. Para a datação de amostras com mais do que essa idade é recomendável o uso de métodos estratigráficos e por decaimento de outros elementos radioativos.


A datação por carbono-14 foi desenvolvida na Universidade de Chicago por Willard Libby (1908 – 1980) e a sua equipe. O método utiliza a comparação da concentração relativa de isótopos carbono entre um organismo vivo e a amostra de interesse. Além disso, também é possível comparar o número de decaimentos por unidade de tempo em duas amostras e assim determinar a idade do fóssil.


A fórmula lineariza do decaimento radioativo do carbono para calcular a idade em anos de uma a mostra é a seguinte:

Na qual, N representa o número de núcleos radioativos numa amostra e N0 o número de núcleos radioativos no início do processo de decaimento.


A concentração de C14 é feita através de um equipamento chamado espectrômetro de massa, que é capaz de informar o percentual de átomos de carbono 14 presentes nela através da detecção dos átomos de acordo com o seu peso atômico. Após a análise é necessário fazer a calibração dos dados. Mesmo a quantidade de C14 tender a se manter fixa na atmosfera, ao longo dos anos acorrem eventos naturais (como as mudanças climáticas) que podem fazer com que essa quantidade varie. Após a calibração a margem de erro é por volta dos cem anos.


A espectroscopia se refere a uma ampla gama de técnicas diferentes que empregam a radiação com o objetivo de se obter dados sobre a estrutura e propriedades da matéria. Dentre as técnicas de caracterização ofertada por nós temos a Espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ultravioleta (UV-VIS).


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Referências:


FRANCISCO, J.A.S.; LIMA, A.A.; ARÇARI, D. P. Datação por Carbono-14/ The Carbon-14 Dating. . [S.l: s.n.], 2002. Disponível em: <http://www.unifia.edu.br/revista_eletronica/revistas/gestao_foco/artigos/ano2011/gestao_foco_Carbono14.pdf>.


SANTOS, G. M.; GOMES, P. R. S. Datação por 14C Utilizando Espectrometria de Massa com Acelerador de Partículas. Revista de Física Aplicada e Instrumentação, v. 14, n. 1, p. 18–26, 1999.


Sites:

https://ambientes.ambientebrasil.com.br/agropecuario/artigo_agropecuario/ciclo_do_carbono.html

https://pt.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topos_de_carbono

https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono-14

https://quiprocura.net/w/2015/09/07/quais-sao-os-elementos-fundamentais-para-a-vida/

http://www.faperj.br/?id=1485.2.5

http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1554&evento=4

https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/meia-vida-dos-elementos-radioativos.htm

http://www.engenho.prceu.usp.br/datacao-por-carbono-14/

https://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Data%C3%A7%C3%A3o_por_carbono-14

https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-e-feita-a-medicao-de-tempo-com-o-carbono-14/

https://docplayer.net/20947543-Carbon-14-dating-or-how-old-are-those-m-ms-number-of-undecayed-m-ms.html

https://www.radiocarbon.com/portugues/acelerador-massa-espectrometria.htm

https://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe150609.htm