Datação por carbono 14

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Entenda como funciona o método de datação por carbono. E veja a resposta para questões como: Como o carbono 14 é criado? O que é meia vida? ...

Entenda como funciona o método de datação por carbono. E veja a resposta para questões como: Como o carbono 14 é criado? O que é meia vida? Por que não podemos datar os fósseis de dinossauro usando esse método? Veja na prática como se faz a datação.


Para todo mundo acompanhar vamos fazer uma rápida revisão de química:

O ganhador do Nobel de Química de 1960, Willard Frank Libby, descobriu em 1947 que com a passagem do tempo o Carbono 14, um isótopo radioativo instável existente em resíduos orgânicos em decomposição, se desintegra segundo uma velocidade determinada que pode ser cuidadosamente medida. Utilizando um contador Geiger altamente sensível, conseguiu determinar a idade de artefactos orgânicos muito antigos, tendo testado inicialmente pedaços de madeira encontrados em tumbas egípcias.
Todo material é composto por um ou mais dos 112 elementos químicos conhecidos (aqueles da tabela periódica). Denomina-se elemento químico um conjunto de átomos que têm o mesmo número de prótons em seu núcleo, ou seja, o mesmo número atômico (Z).

Assim, o material grafite, aquele no interior do lápis, é composto do elemento químico carbono. Isso significa que todos os átomos do grafite (puro) possuem o mesmo número atômico, isto é, o mesmo número de prótons em seu núcleo. Que no caso do carbono são 6.

Normalmente, o número de prótons no núcleo de um átomo corresponde ao mesmo número de nêutrons, ou seja, no caso do carbono, em cerca de 99% das vezes o número de nêutrons em seu núcleo corresponde ao de prótons: seis.


Método de datação por carbono 14 [PUC]

Dessa forma, torna-se importante falarmos de outro conceito importante: o número de massa. O número de massa nada mais é que a soma do número de prótons e nêutrons contidos no núcleo de um átomo.

Cuidado! Não confunda número de massa com massa atômica.

Podemos dizer, então, que o átomo de carbono, normalmente, possui número de massa igual a 12. Isso indica que ele possui seis prótons e seis nêutrons.

Observação: O termo massa para este número é devido ao fato dos prótons e nêutrons serem as partículas subatômicas responsáveis por quase a totalidade da massa dos átomos. Os elétrons e as demais partículas apresentam massas praticamente desprezíveis.

Ocorre que nem sempre os átomos de um elemento químico possuem o mesmo número de massa. Todos os átomos de um determinado elemento químico devem necessariamente possuir o mesmo número de prótons, mas o número de nêutrons pode variar. O que faz que átomos de um mesmo elemento químico possam ter número de massa diferente.

Átomos de número de massa diferente e mesmo número atômico são chamados de isótopos.

O átomo de carbono com seis prótons e seis nêutrons é chamado de carbono 12 (C12). Um átomos de carbono com seis prótons e oito nêutrons é chamado de, isso mesmo, carbono 14 (C14).

Infográfico: Pass My Exams
Diariamente, somos bombardeados por radiação cósmica. Os raios cósmicos, partículas (em sua maioria prótons) viajando no espaço em velocidade próximas a da luz, penetram na atmosfera em grandes quantidade e colidem com átomos acabando por liberar partículas mais lentas. Essas novas partículas formam a chamada radiação cósmica secundária. Quando um nêutron energizado liberado por essas colisões colide com um átomo de nitrogênio 14 (N14) (sete prótons e sete nêutrons) esse perde um próton (um átomo de hidrogênio sem nêutron) e se transforma em carbono 14 (seis prótons e oito nêutrons).

O C14 é radioativo e tem meia vida de 5.700 anos.

O carbono reage com o oxigênio formando o dióxido de carbono (CO2). As plantas, por sua vez, absorvem o dióxido de carbono e terminam por incorporar alguma quantidade de C14 através da fotossíntese. Os animais (incluindo os seres humanos) se alimentam de plantas e também passam a possuir C14 em seus organismos.

A meia vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo em que uma amostra deste elemento se reduz à metade.

A relação de C12 pela de C14 no ar e em todos os seres vivos mantém-se constante durante quase todo o tempo. É possível que um em cada trilhão de átomos de carbono seja um átomo de C14. Os átomos C14 estão sempre decaindo, mas são substituídos por novos átomos C14, em uma taxa constante. Nesse momento, seu corpo tem uma certa porcentagem de átomos de C14 nele. A mesma de todas as plantas e animais vivos.

Porém, logo que um organismo morre, cessa a absorção de novos átomos de carbono. A relação de C12 por C14 no momento da morte é a mesma que nos outros organismos vivos, mas a quantidade de C14 continua a decair devido a sua desintegração radiativa, não sendo mais reposta. Numa amostra a meia-vida do C14 é de 5.700 anos, enquanto a quantidade de C12 permanece constante. Ao observar a relação entre C12 e C14 na amostra comparando-a com a relação em um ser vivo, é possível determinar a idade de algo que viveu em tempos passados de forma bastante precisa.

Uma fórmula usada para calcular a idade de uma amostra usando a datação por C14 é:


t = [ ln (Nf/No) / (-0,693) ] x t1/2

em que In é o logaritmo neperiano, Nf/No é a porcentagem de C14 na amostra comparada com a quantidade em tecidos vivos e t1/2 é a meia-vida do C14 (5.700 anos).

Por isso, se você tivesse um fóssil com 10% de C14 em comparação com uma amostra viva, o fóssil teria:


t = [ln (0,10)/(-0,693)] x 5.700 anos

t = [(-2,303)/(-0,693)] x 5.700 anos

t = [3,323] x 5.700 anos

t = 18.940 anos de idade

Como a meia-vida do C14 é de 5.700 anos, ela só é confiável para datar objetos de até 60 mil anos. Contudo, o princípio usado na datação por C14 também se aplica a outros isótopos. O potássio 40 (K40) é outro elemento radioativo encontrado naturalmente em seu corpo e tem meia-vida de 1,3 bilhão de anos. Além dele, outros radioisótopos úteis para a datação radioativa incluem o urânio 235 (U235) (meia-vida = 704 milhões de anos), urânio 238 (U238) (meia-vida = 4,5 bilhões de anos), tório 232 (Th232) (meia-vida = 14 bilhões de anos) e o rubídio 87 (Rb87) (meia-vida = 49 bilhões de anos).

Apesar do uso de radioisótopos diferentes permitir que a datação de amostras biológicas e geológicas seja feita com um alto grau de precisão. A datação por radioisótopos pode estar ameaçada no futuro. Qualquer coisa que tenha morrido após os anos 1940, quando bombas nucleares, reatores nucleares e testes nucleares em céu aberto começaram a causar mudanças, será mais difícil de se datar com precisão, usando esse método.


Fonte: Wikipedia, HSW, YouTube, Brasil Escola.
[Via BBA]

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