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Compreendendo a Análise do Carbono-14

  • O radiocarbono, ou carbono-14, está presente em todas as substâncias vivas e que morreram recentemente
  • Nenhuma substância com mais de 50.000 anos contém carbono-14
  • O ASTM D6866 é uma aplicação industrial de datação por radiocarbono

O texto abaixo é uma introdução simplificada ao método de datação por radiocarbono. Há exceções às teorias e relações explicadas abaixo, mas as mesmas vão além do objetivo desta introdução.

O que é Radiocarbono?

O carbono é a base da vida e está presente em todas as substâncias vivas.

O radiocarbono, ou carbono-14 (também escrito como 14C), é um isótopo de carbono instável e levemente radioativo. O carbono-14 está presente em todas as substâncias vivas em pequenas quantidades. Devido à sua radioatividade, o carbono-14 desaparece gradualmente por causa do enfraquecimento radioativo, até desaparecer completamente. A datação por radiocarbono usa o carbono-14 para determinar quando algo (ou uma pessoa) estava vivo.

O carbono-14 se origina na atmosfera superior da Terra e é criado quando os nêutrons provenientes do bombardeio de radiação solar se chocam com o nitrogênio encontrado no ar. Isto provoca uma reação e um número bem pequeno destas colisões convertem o nitrogênio em carbono-14. Este carbono-14 imediatamente começa a enfraquecer-se radioativamente, embora sua radioatividade seja constantemente recriada. Isto mantém a quantidade relativamente constante de carbono-14 no ar.

O radiocarbono imediatamente reage com o oxigênio do ar para formar dióxido de carbono (CO2). Este dióxido de carbono se mistura por toda a atmosfera, onde ao nível do solo é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese. Este processo é contínuo, de modo que em qualquer momento, a quantidade de carbono-14 nas plantas vivas é a mesma que encontramos no ar em torno delas.

As plantas vivas são componentes ativos da cadeia alimentar em geral. Os animais comem as plantas e/ou outros animais; os seres humanos comem as plantas e os animais. Portanto, todas as plantas vivas, animais e seres humanos têm a mesma quantidade de carbono-14 em seus corpos ao mesmo tempo. Dizemos que seus corpos estão em “equilíbrio” com o carbono-14 encontrado no ar. Apesar do carbono-14 enfraquecer-se radioativamente no corpo, o mesmo é constantemente reposto por novos processos de fotossíntese ou pela ingestão de alimentos, fazendo com que a quantidade seja relativamente constante.

Quando uma planta pára de assimiliar o dióxido de carbono ou quando um animal ou ser humano pára de alimentar-se, a ingestão de carbono-14 também é interrompida e o equilíbrio é rompido. Daquele momento em diante, o único processo em andamento no corpo é o enfraquecimento radioativo. Eventualmente, todo o carbono-14 remanescente desaparece. Este princípio é igualmente aplicável a uma pessoa que esteja morrendo, a um pé de milho que esteja sendo cortado ou a uma planta de soja que esteja sendo tirada da terra. Quando param de viver, eles param de assimilar o carbono-14 do ar ao seu redor e a quantidade de carbono-14 remanescente desaparece gradualmente.

Datação por Radiocarbono

Um laboratório de datação por radiocarbono é capaz de medir a quantidade de carbono-14 que resta em um fóssil. O laboratório usa esta informação para determinar a última vez que o fóssil esteve respirando carbono (ou seja, alimentando-se ou fazendo a fotossíntese). Um laboratório de datação por radiocarbono é capaz de fazer isto utilizando o que é conhecido como a “meia vida” do carbono-14. A meia vida do carbono-14 é a quantidade de tempo necessária para que uma metade da quantidade original desapareça com o enfraquecimento radioativo. Esta meia vida consiste em aproximadamente 5.700 anos e significa que a cada 5.700 anos, a quantidade de carbono-14 em um fóssil é apenas uma metade do que era 5.700 anos atrás. Isto também significa que se uma planta morta contiver 50% a mais de carbono-14 do que uma planta viva, a planta morta estava viva aproximadamente 5.700 anos atrás.

Depois de 50.000 anos, um fóssil não contém mais nenhum radiocarbono. O carbono-14 terá desaparecido completamente devido ao enfraquecimento radioativo. Quando um laboratório de datação por radiocarbono não identifica nenhum carbono-14 em um fóssil, chega-se à conclusão de que o mesmo tem mais de 50.000 anos. Petróleo e ossos de dinossauros são exemplos de materiais fósseis que não mais contêm carbono-14.

Datação por Radiocarbono e a Técnica ASTM D6866

A datação por radiocarbono pode ser utilizada para medir o conteúdo de base biológica dos produtos manufaturados, visto que os mesmos contêm uma combinação de materiais fósseis e de organismos que estavam recentemente vivos. O padrão desenvolvido para este fim é conhecido como ASTM D6866.

Os materiais que estavam recentemente vivos (o componente de base biológica) contêm carbono-14, enquanto que os materiais de origem fóssil (derivados do petróleo) não contêm mais este isótopo de carbono levemente radioativo. Portanto, todo o carbono-14 encontrado no produto provém do componente de base biológica. No caso dos produtos com componentes derivados de produtos agrícolas e petroquímicos, o método ASTM D6866 de análise usa o conteúdo de carbono-14 para calcular quanto do produto é derivado de componentes de plantas, em comparação com os componentes derivados de petróleo.

Por exemplo: Um produto que contém 100% de polietileno proveniente de petróleo tem um conteúdo de 0% de base biológica, quando analisado pelo método ASTM D6866, enquanto que um produto de 100% de polietileno derivado de plantas tem um conteúdo de 100% de base biológica, quando analisado pelo método ASTM D6866.

Outros Tópicos:

ASTM D6866
Conceitos sobre a Datação por Carbono
Conteúdo de Base Biológica – Termos e Definições
Carbono Orgânico e Carbono Total
Programa BioPreferencial do USDA