Carbono-14, a Química do Tempo Datando o Passado

Como é feita a datação de uma múmia? Você já deve ter visto notícias relatando que cientistas acharam artefatos muito antigos, e não só isso, mas que eles apontaram com precisão a data daqueles achados. Como eles conseguem datar? Para datação de fósseis, os pesquisadores se apropriam do carbono-14. Como sabemos, todos os seres vivos têm em sua composição o elemento carbono.  O elemento carbono, C-12, tem alguns isótopos, por exemplo, C-13 e C-14; o carbono mais abundante e estável é o C-12, já o carbono responsável pela datação de fósseis é o C-14, instável e levemente radioativo.

Um breve histórico sobre o C-14

Segundo o descrito no site da USP, (a técnica do carbono-14 foi descoberta nos anos quarenta do século passado por Willard Libby. Ele percebeu que a quantidade de carbono-14 dos tecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do tempo. Assim, a medição dos valores de carbono-14 em um objeto fóssil nos dá pistas dos anos decorridos desde sua morte. Isso equivale a dizer que o carbono-14 morre junto com o ser vivo e é a partir desta datação que ele vai diminuindo de quantidade com o passar dos anos. Isso possibilita entendermos em que época estes seres viveram. Esta técnica é aplicável à madeira, carbono, sedimentos orgânicos, ossos, conchas marinhas ou seja, todo material que conteve carbono em alguma de suas formas. Como o exame se baseia na determinação de idade através da quantidade de carbono-14 e que esta diminui com o passar do tempo, ele só pode ser usado para datar amostras que tenham idades estimadas em até 50 a 70 mil anos. Depois disso a quantidade de carbono 14 é insuficiente para análises).

A técnica do carbono-14 é largamente utilizada em arqueologia e antropologia, para a determinação da idade aproximada dos mais diversos artefatos. Ela foi desenvolvida, já dito acima, por Willard Frank Libby (1908-1980), em 1946, o que lhe rendeu o prêmio Nobel de Química de 1960.

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O que é carbono catorze, C-14?

Bem, dizer que o carbono é C-14 significa que ele tem número de massa atômica igual a 14, ou seja, a soma de prótons mais nêutrons é igual a 14. O detalhe é que, o que determina o elemento químico ser quem ele é, é o número de prótons. E, independentemente de o carbono ser 12, 13 ou 14, esse número não muda. Para todos, o número de prótons é 6. Porém, o número de nêutrons é 8, no caso do C-14 ( 6 + 8 = 14).

O que acontece com o C-14 quando morremos?

No corpo dos seres vivos, existe certa quantidade de C-14 armazenada. Quando morremos, o C-14 começa se transformar em C-12 através do processo de desintegração radioativa, processo natural. A cada 5730 mil anos, aproximadamente, metade dos carbono-14 tem se transformado em C-12 (forma mais estável), este tempo é conhecido como meia-vida do carbono-14.

Como é feita a datação de um fóssil?

Segundo os pesquisadores, o percentual de C-14 encontrado no organismo vivo é igual ao da atmosfera. (Idem!) Agora, após a sua morte, essa quantidade diminui. Como se sabe que o C-14 leva cerca de 5730 mil anos para que ocorra o decaimento, ou seja, para que metade da quantidade de C-14 se transforme em C-12, eles, então, calculam a quantidade de C-14, baseado no número de decaimento que já ocorreu, e assim estimam o tempo do fóssil.

Observação: enquanto uma planta, por exemplo, estar viva, o percentual de carbono-14 se mantém constante. Assim que ela morre, não há mais como absorver carbono-14 para seus tecidos, o que ocorria através do processo fotossíntese. Então, dar início a “contagem regressiva” da radiação no tecido, como se fosse um “cronômetro natural” regressivo. Calculando-se o quanto de radiação foi perdido, pode-se estimar com boa precisão o tempo que o tecido morreu.

Aparelhos utilizados para medir a radiação do C-14

O equipamento usado mais conhecido parar medir a radiação é o contador Geiger. Hoje, tem-se técnicas e aparelhagens que expressam melhor exatidão para medir a taxa de C-14 do que os contadores de Geiger, como a espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (feita no aparelho conhecido como acelerador de espectrometria de massa e a luminescência estimulada opticamente.

Exemplo de como datar um fóssil

Para calcular a idade de uma amostra usando a datação por carbono-14 é: t = [ ln (Nf/No) / (-0,693) ] x t1/2 em que In é o logaritmo neperiano, Nf/No é a porcentagem de carbono-14 na amostra comparada com a quantidade em tecidos vivos e t1/2 é a meia-vida do carbono 14 (5.730 anos).

Considere, um fóssil com 10% de carbono 14 em comparação com uma amostra viva, o fóssil teria:

t = [ln (0,10)/(-0,693)] x 5.730 anos

t = [(-2,303)/(-0,693)] x 5.730 anos

t = [3,323] x 5.730 anos

t = 19.041 anos de idade, aproximadamente.

Como vimos, graças a Willard Frank Libby, hoje podemos datar e quem sabe certificar fatos que marcaram a história como o chamado “Sudário de Turim”, supostamente, o Santo Sudári, o manto que teria sido utilizado para cobrir o corpo de Cristo após a crucificação.