A capacidade de datar com precisão, ou identificar a idade de um objecto, pode ensinar-nos quando a Terra se formou, ajudar a revelar climas passados e dizer-nos como os humanos viveram cedo. Então como o fazem os cientistas?
A datação por radiocarbono é de longe o método mais comum, de acordo com os especialistas. Este método envolve a medição de quantidades de carbono-14, um isótopo de carbono radioactivo – ou versão de um átomo com um número diferente de neutrões. O carbono-14 é ubíquo no ambiente. Depois de se formar no alto da atmosfera, as plantas inspiram-no e os animais expiram-no, disse Thomas Higham, um arqueólogo e especialista em datação por radiocarbono da Universidade de Oxford, em Inglaterra.
“Tudo o que está vivo absorve-o”, disse Higham à Live Science.
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Enquanto a forma mais comum de carbono tem seis neutrões, o carbono-14 tem dois extra. Isso torna o isótopo mais pesado e muito menos estável do que a forma mais comum de carbono. Assim, ao fim de milhares de anos, o carbono-14 acaba por se decompor. Um dos seus neutrões divide-se num protão e num electrão. Enquanto o electrão escapa, o protão permanece parte do átomo. Com menos um neutão e mais um próton, o isótopo decompõe-se em azoto.
Quando os seres vivos morrem, deixam de receber carbono-14 e a quantidade que resta no seu corpo inicia o lento processo de decomposição radioactiva. Os cientistas sabem quanto tempo leva metade de uma dada quantidade de carbono-14 a decair – um período de tempo chamado meia-vida. Isso permite-lhes medir a idade de um pedaço de matéria orgânica – quer seja uma pele de animal ou um esqueleto, cinzas ou um anel de árvore – medindo a proporção de carbono-14 em relação ao carbono-12 que resta no mesmo e comparando essa quantidade com a meia-vida do carbono-14.
A meia-vida do carbono-14 é de 5.730 anos, tornando-o ideal para cientistas que queiram estudar os últimos 50.000 anos de história. “Isto cobre basicamente a parte realmente interessante da história humana”, disse Higham, “as origens da agricultura, o desenvolvimento das civilizações”: Todas estas coisas aconteceram no período do radiocarbono”.
No entanto, os objectos mais antigos perderam mais de 99% do seu carbono-14, deixando muito pouco para detectar, disse Brendan Culleton, professor assistente de investigação no Laboratório de Radiocarbono da Universidade Estadual da Pensilvânia. Para objectos mais antigos, os cientistas não usam o carbono-14 como medida de idade. Em vez disso, procuram frequentemente isótopos radioactivos de outros elementos presentes no ambiente.
Para os objectos mais antigos do mundo, a datação com urânio-tório é o método mais útil. “Usamo-lo para datar a Terra”, disse Higham. Embora a datação por radiocarbono seja útil apenas para materiais que já estiveram vivos, os cientistas podem usar a datação por urânio-tório para medir a idade de objectos como as rochas. Neste método, os cientistas medem a quantidade de uma variedade de diferentes isótopos radioactivos, todos os quais se decompõem em formas estáveis de chumbo. Estas cadeias separadas de decaimento começam com a decomposição do urânio-238, urânio-235 e tório-232.
“O urânio e o tório são isótopos tão grandes, que estão a rebentar pelas costuras. São sempre instáveis”, disse Tammy Rittenour, uma geóloga da Universidade Estatal de Utah. Estes “isótopos pais” quebram-se cada um numa cascata diferente de radioisótopos antes de acabarem como chumbo. Cada um destes isótopos tem uma semi-vida diferente, variando de dias a biliões de anos, de acordo com a Agência de Protecção Ambiental. Tal como a datação por radiocarbono, os cientistas calculam os rácios entre estes isótopos, comparando-os com as suas respectivas meias-vidas. Usando este método, os cientistas conseguiram datar a rocha mais antiga alguma vez descoberta, um cristal de zircónio com 4,4 mil milhões de anos encontrado na Austrália.
Finalmente, outro método de datação diz aos cientistas não a idade de um objecto, mas quando este foi exposto pela última vez ao calor ou à luz solar. Este método, chamado datação por luminescência, é favorecido pelos geocientistas que estudam as mudanças nas paisagens nos últimos milhões de anos – podem usá-lo para descobrir quando um glaciar se formou ou recuou, depositando rochas sobre um vale; ou quando uma inundação despejou sedimentos sobre uma bacia hidrográfica, a Rittenour disse Live Science
Quando os minerais nestas rochas e sedimentos são enterrados, ficam expostos à radiação emitida pelos sedimentos à sua volta. Esta radiação expulsa os electrões dos seus átomos. Alguns dos electrões caem de novo para os átomos, mas outros ficam presos em buracos ou outros defeitos na densa rede de átomos à sua volta. É necessária uma segunda exposição ao calor ou à luz solar para fazer com que estes electrões voltem às suas posições originais. É exactamente isso que os cientistas fazem. Expõem uma amostra à luz, e à medida que os electrões voltam a cair nos átomos, emitem calor e luz, ou um sinal luminescente.
“Quanto mais tempo esse objecto estiver enterrado, mais radiação foi exposta”, disse Rittenour. Na essência, os objectos enterrados há muito tempo expostos a muita radiação terão uma tremenda quantidade de electrões eliminados do lugar, que juntos emitirão uma luz brilhante à medida que regressam aos seus átomos, disse ela. Portanto, a quantidade de sinal luminescente diz aos cientistas quanto tempo o objecto foi enterrado.
Dating objects is not just important for understanding the age of the world and how ancient humans lived. Os cientistas forenses utilizam-no para resolver crimes, desde homicídio a falsificação de arte. A datação por radiocarbono pode dizer-nos durante quanto tempo um bom vinho ou uísque foi envelhecido, e assim se foi falsificado, disse Higham. “Há toda uma gama de diferentes aplicações”
p>Publicado originalmente em Live Science.
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