Datação por carbono-14

Com certeza você já leu ou ouviu alguma matéria ou noticiário em que os cientistas falam que tal fóssil era de milhares de anos atrás. Mas você já parou para se perguntar como eles chegaram a essa determinada conclusão? A resposta para isso está na datação por radiocarbono, ou seja, através do carbono-14.

Tudo que já teve vida algum dia ou que foi produzido por algum ser vivo pode passar por esse processo de desvendar à qual período da história ele pertenceu. A precisão dele é praticamente absoluta e, por isso, os cientistas o usam até hoje, mesmo tendo sido descoberto na década de 1940.

Contexto histórico

Datação por carbono 14 é um método usado para encontrar a idade de um composto orgânico. Esse método foi descoberto em 1949, na Universidade de Chicago por um químico chamado Willard Frank Libby e seus colegas. Após a segunda guerra mundial, Libby e seus colegas desenvolveram o método de datação por carbono 14, foi o primeiro método de datar um material de origem biológica. Devido a esse feito, Libby ganhou o premio Nobel em química em 1960.

Segundo Libby, os organismos vivos possuem uma relação de carbono 14 e carbono 12 assim como encontrados na atmosfera. Dessa forma, quando uma planta e um animal morrem, deixam de absorver o carbono 14, portanto o isótopo iria decair enquanto o carbono 12 não, consequentemente, a relação entre os dois mudaria, sendo possível medir essa mudança e determinar uma idade. Libby media a decadência radioativa usando contadores Geiger, se a radioatividade fosse baixa, o decaimento havia ocorrido então o carbono era antigo.

O átomo de carbono

O carbono é um elemento químico presente em toda matéria viva. Ele se divide em três isótopos diferentes: carbono-12, que é o mais abundante de todos (aproximadamente 99% de todo o carbono da Terra se enquadra aqui); carbono-13, que corresponde a 1% do total; e o mais raro de todos, o carbono-14, com apenas 0,001% da totalidade de carbonos do planeta.

 Os três isótopos do carbono

Como todo ser vivo possui átomos de carbono, eles existem na sua composição com o mesmo equilíbrio que existe na Terra. Em outras palavras, 0,001% dos carbonos do próprio corpo pertence ao isótopo C-14. Entretanto, ele é radioativo, tendendo a emitir uma partícula Beta até se transformar em nitrogênio.

Tudo começa lá no espaço, quando os raios cósmicos atingem a Terra, vindos do Sol ou mesmo dos confins do Universo, eles colidem, então, com diversos átomos que vão encontrando pelo caminho e, com isso, “arrancam” nêutrons de seus núcleos. Esses nêutrons “perdidos” vão interagir com os átomos de nitrogênio, que é o elemento mais abundante na atmosfera, criando o carbono-14.

A medição

Na verdade, a reação acima também libera átomos de hidrogênio, mas o que importa é o C-14. Ele vai interagir com o oxigênio, criando um gás carbônico com o carbono-14. Após isso, será absorvido pelas plantas e, posteriormente, pelos animais e pelo ser humano.

Depois que um ser vivo morre, o C-14 no corpo possui a tendência de voltar a ser um átomo de nitrogênio, mas esse processo é bastante lento. Foi então que o cientista Willard Libby teve a ideia de medir a quantidade de radiação emitida pelo C-14. Através disso, é possível saber quanto tempo aquele ser deixou de respirar.

A medição da radiação é feita por um instrumento chamado Contador Geiger-Müller. Com esse aparelho extremamente sensível, é possível medir a radiação da atmosfera. Assim, isolando a amostra cujo período histórico se deseja descobrir, é possível medir apenas a radiação do carbono-14.

Contador Geiger-Müller faz o cálculo da radiação de C-14 para determinar a idade de alguma amostra

Período que pode ser medido

Entretanto, não se podem medir datas tão longas quanto imaginamos. O teste com C-14 só é confiável para datações de, no máximo, 50 mil anos. Isso porque a radioatividade do carbono-14 é muito pequena e cai pela metade a cada 5.730 anos, também chamada de “meia-vida do C-14”. Assim, os pesquisadores chegaram à conclusão de que o método só é eficiente para, no máximo, 10 meias-vidas do C-14 nesse tipo de datação – para objetos mais antigos, é necessário usar outro meio de datação.

Esse método impactou diversas áreas, incluindo a arqueologia, geologia, geofísica entre outros ramos da ciência. Podem ser datados uma variedade de materiais, como madeira, carvão, conchas, ossos e outros, mas desde que tenham menos de 50 a 60 mil anos de idade, além de 60 mil anos quase não mais existe radiocarbono na amostra. Esse método pode ser bastante preciso, mas podem ocorrer algumas incertezas, como as condições atmosféricas, que podem provocar discrepâncias na quantidade de carbono presente.

A descoberta desse método de datação através da radioatividade conferiu a Willard Libby o Prêmio Nobel de Química em 1960. Ele faleceu em 1980, aos 71 anos, mas com certeza foi um dos maiores gênios do século passado.

Referências

IAEA, O. B. Y.; CO-OPERATION, I. N.; UNESCO, W.; SYMPOSIUM, P. O. F. A. Isotope Hydrology. , , n. March, p. 9–13, 1970.