O carbono é indispensável para a vida biológica. Toda a vida na Terra é baseada nisso . Se não fosse pela amabilidade do carbono, a matéria orgânica simples não poderia ter evoluído para alcançar a extraordinária e inescrutável complexidade que agora possui: a complexidade de desenvolver um sistema para sentir, respirar, digerir, excretar e primata magra, sem pelos, até um sistema para pensar.
Toda a vida na terra é baseada no carbono. (Crédito da foto: Subham Dey)
No entanto, uma pequena porcentagem desse carbono é radioativa! Medir a quantidade deste carbono radioativo em matéria orgânica nos permite determinar sua idade; o método de fazer isso é chamado de datação por carbono radioativo ou, simplesmente, datação por carbono. Veja como isso funciona.
Carbono 14
Carbon tem um irmão gêmeo que poucos conhecem. Nosso planeta é constantemente atingido por raios cósmicos de alta energia lançados pelo sol. Esses raios, repletos de nêutrons, reagem com o nitrogênio em nossa atmosfera para produzir átomos de carbono-14 ou C-14, um isótopo do átomo de carbono-12 ou C-12.
Um elemento e seu isótopo exibem as mesmas propriedades elétricas, mas propriedades físicas diferentes. Isso ocorre porque ambos os elementos compõem o mesmo número de prótons e elétrons, mas um número diferente de nêutrons. Os gêmeos são então identificados por denotações diferentes, destacando o número de nêutrons, que é anexado ao símbolo do elemento. C-12 tem 12 neutrões, enquanto o C-14 tem 14 neutrões; ambos, no entanto, possuem 6 prótons e elétrons.
As principais coisas sobre o C-14 são que ele é radioativo, que é instável, o que obriga a emitir partículas e, portanto, decair com o tempo.
(Crédito da foto: Sciencing)
O Princípio do Namoro de Carbono
O carbono radioativo reagirá com o oxigênio na atmosfera para produzir dióxido de carbono radioativo. Este dióxido de carbono radioativo é inalado e armazenado pelas plantas, que são consumidas por herbívoros, que são predados por carnívoros ou onívoros, como os humanos. O teor de carbono de cada organismo sob a atmosfera, portanto, é composto principalmente de átomos de C-12 e um número minúsculo de átomos de C-14.
Os organismos, enquanto consomem carbono, também o expelem quando exalam. A transação ou o ciclo de produção, consumo e expulsão de átomos de C-14 ocorre de forma que, mesmo que as quantidades de átomos de C-12 e C-14 no ambiente e em um organismo possam variar, sua proporção permanecerá a mesma. . Este é o princípio de funcionamento da datação por carbono: apesar das transações, um organismo vivo mantém a mesma proporção de átomos C-14 a C-12 encontrados no meio ambiente.
No entanto, quando um organismo morre, deixa de consumir carbono. Agora, porque C-14 é radioativo, começa a decair. A proporção de átomos de C-14 para C-12 no organismo agora diminui. Quanto mais velho o organismo, mais C-14 é decaído, então quanto menor a proporção. Essa proporção é usada por arqueólogos até hoje, digamos, uma árvore ou um fóssil.
Eles se referem à seguinte equação para medir a idade de uma amostra:
A equação determina o decaimento de um isótopo radioativo. Aqui, N ᵒ representa o número de átomos do isótopo na amostra em t = 0 ou quando o organismo, uma parte de quem agora forma a amostra, morreu, enquanto N representa o número de átomos deixados após o tempo t ter passado .
Lembre-se de que a proporção de átomos de C-14 para C-12 no organismo e no ambiente é a mesma quando está viva. O conhecimento dessa proporção, que já possuímos, nos permite obter o valor de N ᵒ, o número original de átomos de C-14. O valor atual N, no entanto, deve ser medido. Os átomos de C-14 na amostra são contados por instrumentos delicados, como contadores beta e espectrômetros de acelerador de massa.
λ é uma constante de elemento cujo valor para C-14 é 8,267. O tempo t que passou desde então ou a idade da amostra pode ser obtida reorganizando a equação:
O Carbono é Confiável?
A radioatividade de um elemento é medida em termos de sua meia-vida: o tempo que leva para decair metade de seus constituintes. A meia-vida do C-14 é de 5.370 anos, o que significa que se torna metade do que era originalmente em 5.370 anos, um quarto em 10.740 anos, um oitavo em 16.110 anos e assim por diante.
Estenda a tendência e perceba-se que a medição precisa de que a totalidade dos átomos decai ou, pelo menos, a porcentagem abaixo da qual eles se tornam indetectáveis, após cerca de 50.000 anos. Conseqüentemente, namorar uma amostra com mais de 50.000 anos pode produzir resultados errôneos.
Foram elaboradas técnicas compostas que combinam a datação por carbono com técnicas para calibrar e estender seu escopo, mas mesmo essas técnicas são inerentemente falíveis. A datação por carbono é, portanto, inquestionavelmente exata por alguns milhares de anos; qualquer resultado além desse quadro é questionável. Essa é a principal limitação da datação por carbono.
Crédito da foto: Wikimedia Commons
Além do mais, a datação por carbono parece ser baseada em uma falácia. Baseia-se fundamentalmente na suposição de que a proporção de átomos C-14 para C-12 no ambiente sempre foi a mesma em todas as idades.
Isso certamente não é verdade. Desde a Revolução Industrial, em particular, diluímos a quantidade de átomos de C-12 no meio ambiente despejando descaradamente nela uma quantidade alarmante de dióxido de carbono, produzido pela queima de combustíveis fósseis. Um aumento em C-12 significa que a proporção é agora reduzida, o que significa que a idade de uma amostra será mais velha do que realmente é!
Por outro lado, as explosões nucleares produzem enormes quantidades de C-14, então a grande quantidade de testes nucleares que realizamos aumentou sua quantidade na atmosfera. Isso aumenta a proporção, fazendo com que a idade de uma amostra seja mais jovem do que realmente é.
Desde a Revolução Industrial, em particular, diluímos a quantidade de átomos de C-12 no meio ambiente descaradamente despejando nele uma quantidade alarmante de dióxido de carbono. Crédito da foto: Pixabay
Ainda assim, com o conhecimento da quantidade de desvio que um aumento ou diminuição nos átomos de C-14 causará, podemos explicar essas discrepâncias simplesmente subtraindo ou adicionando o erro de ou à idade aparente para obter a idade real. Novamente, a datação por carbono pode não ser inquestionavelmente precisa, mas é boa o suficiente.
