Carbono 14

Já há muito tempo que eu quero explicar o processo de medição da idade das coisas utilizando-se carbono radioativo (ou C14) e agora há pouco li uma notícia que complementa otimamente o que eu queria fazer.
Começando do começo, o elemento Carbono, via de regra, contém seis prótons (daí o seu número atômico, 6) e 6 nêutrons, que pesam tanto quanto os prótons, dando ao átomo um peso atômico de 12.
Esse peso é do isótopo (mesmo elemento, diferente número de nêutrons) mais abundante e estável, o C12.
Existem outros dois isótopos de carbono, C13 (estável mas bem menos comum) e C14.
Este último é radioativo. Ou seja, ele tem o núcleo instável e tende a perder os nêutrons que tem a mais, e isso acontece a uma taxa bastante regular, conhecida por meia-vida.
Explicando da maneira mais simples que eu consigo, “meia-vida” é um intervalo de tempo no qual metade de alguma coisa acaba.
Se eu estou drenando um lago e levar uma hora para drenar a metade dele, a meia-vida do lago é 1 hora (de forma que eu sempre leve sessenta minutos para retirar metade da água que sobre, seja essa quantidade qual for).
Voltando ao C14; esse átomo com o núcleo inchado tende a retornar ao estado mais estável, perdendo dois nêutrons e voltando a ser um carbono 12. A meia-vida do carbono 14, ou o tempo que metade da amostra leva para ficar estável, é de cinco mil anos e meio, aproximadamente.
(Se eu comecei com cem átomos, daqui a cinco mil e quinhentos anos terei 50.
Depois de mais cinco miliquinhentos, terei 25 e assim por diante. O tempo é sempre o mesmo para qualquer que seja o tamanho da metade.)
As plantas, ao respirar gás carbônico, capturam uma quantidade geralmente bem conhecida de carbono 14 junto com todo o carbono que absorvem e passam essas amostras para frente (ou para baixo, dependendo do referencial) dentro da cadeia alimentar, sempre “enchendo o tanque” de C14.
Quando uma árvore, um elefante, um peixe, uma doninha, um peba ou uma lagartixa morrem, deixam de abastecer o reservatório de carbono radioativo, que começa a decair para sua contraparte estável a uma taxa conhecida.
Contando-se o número restante desse marcador, sabe-se a idade da amostra (orgânica, sempre lembrando. Minerais não podem ser datados assim), com uma margem de erro de algumas décadas (ruim para medir algo do ano passado, mas ótimo para medir a idade de ossos de mamutes, dentes-de-sabre e hominídeos pré-sapiens).
Porém, depois de 7 ou 8 meias-vidas, a amostra fica praticamente desprovida desse isótopo radioativo e a medição acima de 60 mil anos se torna inútil por esse método (existem outros elementos radioativos com meia-vida bem maior, como Argônio que vira Potássio e Urânio que vira Chumbo).
Agora, um dado aparentemente aleatório mas que vai fazer sentido mais para frente: árvores equatoriais, como as da Amazônia ou a do Parque das Dunas aqui em Natal, não criam anéis enquanto crescem, impossibilitando a identificação de sua idade por esse método.
Não criam anéis de crescimento porque esses ditos anéis são indicativos de quantas primaveras se passaram, que é a estação onde as árvores dão um estirão rápido, deixando seus centros marcados.
Sem primavera, sem anéis.
Perto da linha equatorial = sem estações.
Agora vem a notícia que eu recebi hoje.
Durante os anos 50 os EUA, a França, a Inglaterra e a Rússia testaram muitas bombas nucleares, explodindo-as na atmosfera.
Essas explosões liberaram nêutrons que, ao se encontrarem com os abundantes átomos de carbono 12, formaram (depois de apenas dois encontros) carbono 14 radioativo (C12 + 2 nêutrons).
Segundo a ecóloga Nalini Nadkarni, naquela época (guerra fria), a quantidade de C14 atmosférico aumentou em 100% por causa dessa formação forçada de forma ferrenha e fenomenal.
Aliterações de lado, ela diz que pesquisa apóia a idéia de que o pico daquele isótopo produzido acidentalmente começou em 1954.
Portanto, por causa de todas aquelas bombas atômicas, foi criado, inadvertidamente, um marcador temporal em todas as árvores do mundo, que possibilitará, daqui a alguns milhares de anos, cientistas a datá-las com a precisão de um ano.
1954.
Antes disso, níveis normais. Logo após, 100% de aumento (isso é verdade também para qualquer planta, mas árvores tendem a viver mais tempo, por isso que estou dando ênfase a elas).
Agora, descendo um pouco a ladeira alimentar.
Um biólogo sueco, Jonas Frisén, enquanto estudava pinheiros, teve a brilhante idéia de estudar humanos (uau!) e descobriu que pessoas nascidas a partir de 54 tinham, em suas células cerebrais (as maioria das nossas células são repostas com certa frequência, menos os neurônios, que são os mesmos desde que nascemos, com frequência de reposição = zero), muito mais carbono 14 do que as nascidas antes desse ano mágico e as nascidas já nos anos 60.
Não que isso faça diferença alguma para nada, mas é sempre legal saber dessas coisas…

Discussão - 7 comentários

  1. João Carlos disse:

    Igor, não é exato que os neurônios não sejam repostos após o nascimento. Inclusive há indícios claros de que seja necessária uma “suplementação de neurônios”, a partir da puberdade (vide este press-release no EurekAlert).

  2. Igor Santos disse:

    Mas não ocorre uma substituição completa, como na maioria dos nossos tecidos, o que possibilita o armazenamento duradouro do carbono e seu posterior uso em datação.

  3. Kentaro Mori disse:

    A contaminação de teste nucleares também permite agora a datação de obras de arte:
    http://physicsworld.com/cws/article/news/34897

  4. Ademilson disse:

    Se a cada 5500 +- se perde metade do carbono, não chegaria uma hora que não teria mais como fazer a datação de um fóssil, lembrando que o carbono praticamente não existiria mais.
    Como se pode datar um fóssil com milhões de anos?

  5. Igor Santos disse:

    Olá Ademilson.
    Como eu disse no texto, existem outros métodos (chamados “relógio”) de datação com elementos que demoram mais a decair: “existem outros elementos radioativos com meia-vida bem maior, como Argônio que vira Potássio e Urânio que vira Chumbo“.
    E ainda o relógio Rubídio-Estrôncio.

  6. Alfredo disse:

    Como eu posso definir que seriam 8 ou 7 meia vidas para acabar a quantidade de carbono 14?
    Não depende da quantidade da amostra?

  7. Igor Santos disse:

    Alfredo, não é que acabe a quantidade de Carbono radioativo, mas oito meia-vidas depois o restante é tão pequeno a ponto de ser desprezível.
    Se ainda tiver uma quantidade razoável, ou a amostra foi contaminada ou não é tão velha assim.

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