Como os cientistas descobrem a idade das coisas?
A capacidade de datar com precisão ou identificar a idade de um objeto pode nos ensinar quando a Terra se formou, ajudar a revelar climas passados e dizer-nos como os primeiros humanos viveram. Então, como os cientistas fazem isso?
A datação por radiocarbono é, de longe, o método mais comum, de acordo com especialistas. Este método envolve a medição de quantidades de carbono-14, um isótopo radioativo de carbono – ou versão de um átomo com um número diferente de nêutrons. O carbono-14 é onipresente no meio ambiente. Depois de se formar no alto da atmosfera, as plantas inspiram-no e os animais expiram, disse Thomas Higham, arqueólogo e especialista em datação por radiocarbono da Universidade de Oxford, na Inglaterra.
"Tudo o que está vivo é absorvido", disse Higham à WordsSideKick.com.
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Embora a forma mais comum de carbono tenha seis nêutrons, o carbono-14 tem dois extras. Isso torna o isótopo mais pesado e muito menos estável do que a forma de carbono mais comum. Então, depois de milhares de anos, o carbono-14 eventualmente se decompõe. Um de seus nêutrons se divide em um próton e um elétron. Enquanto o elétron escapa, o próton permanece como parte do átomo. Com um nêutron a menos e um próton a mais, o isótopo decai em nitrogênio .
Quando os seres vivos morrem, eles param de absorver carbono-14 e a quantidade que resta em seus corpos inicia o lento processo de decaimento radioativo. Os cientistas sabem quanto tempo leva para metade de uma determinada quantidade de carbono-14 se decompor – um período de tempo denominado meia-vida. Isso lhes permite medir a idade de um pedaço de matéria orgânica - seja uma pele ou esqueleto de animal, cinza ou um anel de árvore - medindo a proporção de carbono-14 para carbono-12 restante nele e comparando essa quantidade com o carbono -14 meia-vida.
A meia-vida do carbono-14 é de 5.730 anos, o que o torna ideal para cientistas que desejam estudar os últimos 50 mil anos de história. “Isso 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”.
Para os objetos mais antigos do mundo, a datação por urânio - tório - chumbo é o método mais útil. “Nós o usamos 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-chumbo para medir a idade de objetos como rochas. Neste método, os cientistas medem a quantidade de uma variedade de diferentes isótopos radioativos, todos os quais decaem em formas estáveis de chumbo. Estas cadeias separadas de decadência começam com a decomposição do urânio-238, urânio-235 e tório-232.
"O urânio e o tório são isótopos tão grandes que estão explodindo. Eles são sempre instáveis", disse Tammy Rittenour, geóloga da Universidade Estadual de Utah. Cada um desses "isótopos parentais" se decompõe em uma cascata diferente de radioisótopos antes de se transformarem em chumbo. Cada um desses isótopos tem uma meia-vida diferente, variando de dias a bilhões de anos, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental . Na datação por radiocarbono, os cientistas calculam as proporções entre esses isótopos, comparando-os com suas respectivas meias-vidas. Usando esse método, os cientistas conseguiram datar a rocha mais antiga já descoberta, um cristal de zircão de 4,4 bilhões de anos encontrado em. Austrália.
Finalmente, outro método de datação diz aos cientistas não a idade de um objeto, mas quando foi exposto pela última vez ao calor ou à luz solar. Este método, denominado datação por luminescência, é preferido pelos geocientistas que estudam as mudanças nas paisagens ao longo dos últimos milhões de anos – podem utilizá-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, disse Rittenour ao Live Science
Quando os minerais destas rochas e sedimentos são enterrados, ficam expostos à radiação emitida pelos sedimentos que os rodeiam. Essa radiação expulsa elétrons de seus átomos. Alguns dos elétrons caem de volta nos átomos, mas outros ficam presos em buracos ou outros defeitos na densa rede de átomos ao seu redor. É necessária uma segunda exposição ao calor ou à luz solar para devolver esses elétrons às suas posições originais. Isso é exatamente o que os cientistas fazem. Eles expõem uma amostra à luz e, à medida que os elétrons voltam para os átomos, emitem calor e luz, ou um sinal luminescente.
“Quanto mais tempo o objeto fica enterrado, mais radiação ele fica exposto”, disse Rittenour. Em essência, objetos há muito enterrados e expostos a muita radiação terão uma quantidade enorme de elétrons deslocados, que juntos emitirão uma luz brilhante à medida que retornam aos seus átomos, disse ela. Portanto, a quantidade de sinal luminescente informa aos cientistas por quanto tempo o objeto ficou enterrado.
Datar objetos não é importante apenas para compreender a idade do mundo e como viviam os humanos antigos. Cientistas forenses o utilizam para solucionar crimes, desde assassinato até falsificação de arte. A datação por radiocarbono pode nos dizer há quanto tempo um bom vinho ou uísque envelheceu e, portanto, se foi falsificado, disse Higham. "Há toda uma gama de aplicações diferentes."
Publicado originalmente no Live Science.
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