A datação por carbono, o carro-chefe da arqueologia, está recebendo uma grande reinicialização

Uma recalibração há muito esperada da datação por radiocarbono poderia mudar a idade de algumas amostras pré-históricas por centenas de anos

• Nicola Jones
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Os pesquisadores usam dados de anéis de árvores, camadas de sedimentos e outras amostras para calibrar o processo de datação por carbono. Crédito: Philippe Clement / Arterra / Universal Images Group / Getty

A datação por radiocarbono - uma ferramenta-chave usada para determinar a idade de amostras pré-históricas - está prestes a receber uma grande atualização. Pela primeira vez em sete anos, a técnica deve ser recalibrada usando uma série de novos dados de todo o mundo. O resultado pode ter implicações para as idades estimadas de muitos achados - como os fósseis humanos modernos mais antigos da Sibéria, que de acordo com as últimas calibrações são 1.000 anos mais jovens do que se pensava.

O trabalho combina milhares de pontos de dados de anéis de árvores, sedimentos de lagos e oceanos, corais e estalagmites, entre outras características, e estende o prazo para radiocarbono datando de 55.000 anos atrás - 5.000 anos além da última atualização de calibração em 2013.

Os arqueólogos estão completamente tontos. “Talvez eu esteja preso por muito tempo”, tuitou Nicholas Sutton, um arqueólogo da Universidade de Otago, na Nova Zelândia, “mas… estou muito animado com isso!”

Arqueologia: data com história

Embora a recalibração resulte principalmente em mudanças sutis, mesmo pequenos ajustes podem fazer uma enorme diferença para arqueólogos e paleoecologistas que buscam fixar os eventos em uma pequena janela de tempo. Uma nova curva de calibração “é de importância fundamental” para a compreensão da pré-história, diz Tom Higham, cronologista arqueológico e diretor da Oxford Radiocarbon Accelerator Unit, Reino Unido.

Jogos de datação

A base da datação por radiocarbono é simples: todos os seres vivos absorvem carbono da atmosfera e das fontes de alimentos ao seu redor, incluindo uma certa quantidade de carbono-14 radioativo natural. Quando a planta ou animal morre, eles param de ser absorvidos, mas o carbono radioativo que acumularam continua a se decompor. Medir a quantidade restante dá uma estimativa de quanto tempo algo está morto.

Mas este cálculo básico assume que a quantidade de carbono-14 no meio ambiente tem sido constante no tempo e no espaço - o que não é verdade. Nas últimas décadas, a queima de combustível fóssil e os testes de bombas nucleares alteraram radicalmente a quantidade de carbono-14 no ar, e há oscilações não antropogênicas que remontam a muito tempo atrás. Durante as reversões do campo magnético planetário, por exemplo, mais radiação solar entra na atmosfera, produzindo mais carbono-14. Os oceanos também absorvem carbono - um pouco mais no hemisfério sul, onde há mais oceano - e o fazem circular por séculos, complicando ainda mais as coisas.

Como resultado, são necessárias tabelas de conversão que combinem datas do calendário com datas de radiocarbono em diferentes regiões. Os cientistas estão lançando novas curvas para o hemisfério norte (IntCal20), hemisfério sul (SHCal20) e amostras marinhas (MarineCal20). Eles serão publicados na revista Radiocarbon nos próximos meses.

Desde a década de 1960, os pesquisadores têm feito essa recalibração principalmente com árvores, contando anéis anuais para obter datas do calendário e comparando-os com as datas de radiocarbono medidas. A única árvore mais antiga para a qual isso foi feito, um pinheiro bravo da Califórnia, tinha cerca de 5.000 anos. Ao combinar as larguras relativas dos anéis de uma árvore para outra, incluindo pântanos e edifícios históricos, o recorde de árvores foi empurrado para 13.910 anos atrás.

O maior estoque de datas de carbono do mundo torna-se global

Desde 1998, houve quatro calibrações IntCal oficiais, adicionando dados de lagos laminados e sedimentos marinhos, estalagmites de cavernas e corais (que podem ser datados por radiocarbono e avaliados independentemente usando técnicas como datação de tório / urânio radioativo). Em 2018, algumas estalagmites na caverna de Hulu, na China, forneceram um registro datável que remonta a 54.000 anos ¹ .

IntCal20 é baseado em 12.904 pontos de dados, quase o dobro do tamanho do conjunto de dados de 2013. Os resultados são muito mais satisfatórios, diz Paula Reimer, que chefia o grupo de trabalho IntCal e lidera o Chrono Centre de datação por radiocarbono da Queen's University Belfast, no Reino Unido. Para uma breve reversão do campo magnético conhecida há 40.000 anos, por exemplo, o pico de carbono-14 da curva de 2013 era muito baixo e muito velho por 500 anos - um incômodo corrigido pela nova curva.

Higham diz que a recalibração é fundamental para compreender a cronologia dos hominídeos que viveram há 40.000 anos. “Estou muito animado para calibrar nossos dados mais recentes usando esta curva”, diz ele.

Recalibrar e reavaliar

IntCal20 revisa a data de uma mandíbula de Homo sapiens encontrada na Romênia, chamada Oase 1, tornando-a potencialmente centenas de anos mais velha do que se pensava ² . Análises genéticas do Oase 1 revelaram que ele tinha um ancestral Neandertal há apenas quatro a seis gerações, diz Higham, então quanto mais antigo o Oase 1, mais distante os Neandertais viviam na Europa. 

Enquanto isso, o mais antigo H. sapiens fóssil encontrado na Eurásia - Ust'-Ishim, desenterrado na Sibéria - é quase 1.000 anos mais jovem de acordo com as novas curvas de conversão. “Isso muda a data mais antiga que podemos colocar em humanos modernos na Sibéria central”, diz Higham. Ele adverte, no entanto, que existem mais fontes de erro em tais medições do que apenas calibração de radiocarbono: "A contaminação é a maior influência para datar ossos realmente antigos como estes."

Dividido por DNA: a difícil relação entre a arqueologia e a genômica antiga

Outros usarão a recalibração para avaliar eventos ambientais. Por exemplo, os pesquisadores vêm discutindo há décadas sobre o momento da erupção minoica na ilha grega de Santorini. Até agora, os resultados de radiocarbono normalmente forneciam uma melhor data em meados de 1600 aC, cerca de 100 anos mais velha do que a fornecida pela maioria das avaliações arqueológicas. IntCal20 melhora a precisão da datação, mas torna o debate mais complicado: em geral, ele aumenta as datas do calendário para o resultado de radiocarbono cerca de 5 a 15 anos mais jovem, mas - porque a curva de calibração oscila muito - também fornece seis janelas de tempo potenciais para a erupção, provavelmente no início de 1600 aC, mas talvez no alto de 1500 aC ² .

Portanto, os dois grupos ainda discordam, diz Reimer, mas menos e com mais complicações. “Alguns deles ainda estão discutindo”, diz Reimer. "Não há uma resposta difícil."

No entanto, qualquer pessoa olhando para praticamente qualquer coisa relacionada à história humana dos últimos 50.000 anos ficará entusiasmada com a nova calibração, diz Higham: “Este é um momento particularmente emocionante para trabalhar no passado.”

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-020-01499-y

Referências

1. 1

   Cheng, H. et al. Science 362 , 1293–1297 (2018).

   PubMed  Artigo  Google Scholar 

2. 2

   van der Plicht, J. et al. Radiocarbon https://doi.org/10.1017/RDC.2020.22 (2020).

Palaeolithic cave art in Borneo

• M. Aubert,
• P. Setiawan,
• A. A. Oktaviana,
• A. Brumm,
• P. H. Sulistyarto,
• E. W. Saptomo,
• B. Istiawan,
• T. A. Ma’rifat,
• V. N. Wahyuono,
• F. T. Atmoko,
• J.-X. Zhao,
• J. Huntley,
• P. S. C. Taçon,
• D. L. Howard &
• H. E. A. Brand 

Naturevolume 564, pages254–257 (2018) | Download Citation

Abstract

Figurative cave paintings from the Indonesian island of Sulawesi date to at least 35,000 years ago (ka) and hand-stencil art from the same region has a minimum date of 40 ka¹. Here we show that similar rock art was created during essentially the same time period on the adjacent island of Borneo.

Uranium-series analysis of calcium carbonate deposits that overlie a large reddish-orange figurative painting of an animal at Lubang Jeriji Saléh—a limestone cave in East Kalimantan, Indonesian Borneo—yielded a minimum date of 40 ka, which to our knowledge is currently the oldest date for figurative artwork from anywhere in the world. In addition, two reddish-orange-coloured hand stencils from the same site each yielded a minimum uranium-series date of 37.2 ka, and a third hand stencil of the same hue has a maximum date of 51.8 ka.

We also obtained uranium-series determinations for cave art motifs from Lubang Jeriji Saléh and three other East Kalimantan karst caves, which enable us to constrain the chronology of a distinct younger phase of Pleistocene rock art production in this region. Dark-purple hand stencils, some of which are decorated with intricate motifs, date to about 21–20 ka and a rare Pleistocene depiction of a human figure—also coloured dark purple—has a minimum date of 13.6 ka.

Our findings show that cave painting appeared in eastern Borneo between 52 and 40 ka and that a new style of parietal art arose during the Last Glacial Maximum. It is now evident that a major Palaeolithic cave art province existed in the eastern extremity of continental Eurasia and in adjacent Wallacea from at least 40 ka until the Last Glacial Maximum, which has implications for understanding how early rock art traditions emerged, developed and spread in Pleistocene Southeast Asia and further afield.

Catastrophic Volcanoes Blamed for Earth's Biggest Extinction

By Charles Q. Choi, Live Science Contributor | August 28, 2015 02:09pm ET

The view from atop a sill of the Siberian Traps, the largest series of volcanic eruptions in geologic history, looking out at mountains composed of similar lavas and sills.

Credit: Seth Burgess

Geólogos transportando centenas de quilos de rochas de 250 milhões de anos da Sibéria, através de costumes russos e americanos, dizem que a sorte estava do lado deles. Não só conseguiram transportar o enorme transporte, como também confirmaram a causa da pior extinção em massa da Terra. O culpado? Erupções vulcânicas catastróficas que expeliram lava suficiente para cobrir a Austrália levaram à morte no final da era Permiana, descobriram os pesquisadores. Essa morte ocorreu há cerca de 250 milhões de anos e foi a maior extinção em massa da história da Terra; 90 por cento das espécies marinhas e 75 por cento dos habitantes da terra foram varridos da face do planeta ao longo de cerca de 60.000 anos. As rochas vulcânicas antigas agora fornecem a melhor evidência, no entanto, de que a atividade vulcânica catastrófica desencadeou a extinção, dizem os pesquisadores.

"The main question we and many other research teams are trying to answer is, 'What causes mass extinction?'" said study lead author Seth Burgess, a geochronologist at the U.S. Geological Survey in Menlo Park, California. "These events shape the evolutionary trajectory of life on our planet, and are thus some of the most important events to occur in the 600 million years that complex life has inhabited Earth." [Wipe Out! History's 7 Most Mysterious Extinctions]

Os cientistas sabiam que um fator-chave por trás desse desastre pode ter sido uma das maiores erupções vulcânicas continentais já registradas. Ocorreu no que hoje é a Sibéria, atualmente chamada de Armadilhas Siberianas, e expeliu 7 milhões de quilômetros quadrados de lava. Este magmatismo, ou movimento de magma, pode ter injetado quantidades enormes de gases do aquecimento global na atmosfera, causando estragos no meio ambiente. Essas erupções também levaram à chuva ácida que às vezes pode tornar o solo tão ácido quanto o suco de limão.

However, until now, scientists could not pinpoint when exactly the mass extinction and eruptions happened in relation to each other. To settle whether the mass extinction followed the eruptions, researchers investigated crystals within ancient volcanic rocks from 21 sites in Siberia.

"Getting to arctic Siberia isn't easy, and getting many hundreds of kilos of rock back through Russian and American customs is no picnic, either," Burgess told Live Science. "I consider getting all the samples back that we did a mixture of luck and preparedness."

Os cientistas descobriram que as erupções começaram cerca de 300 mil anos antes da extinção em massa, continuaram durante a extinção e duraram pelo menos 500 mil anos depois que as espécies pararam de morrer. A maior parte da lava, cerca de dois terços do total, expeliu antes e durante a extinção em massa. "Agora podemos resolver o tempo relativo do magmatismo e da extinção em massa, e podemos finalmente dizer com confiança que o magmatismo precede a extinção em massa e em quanto", disse Burgess. A chave para essas descobertas é quase uma década de avanços na datação da era das rochas antigas, medindo seus níveis de urânio e chumbo, o que permitiu resultados mais precisos, disse Burgess. Além disso, eletrônicos mais sensíveis, laboratórios mais limpos e outros fatores levaram a resultados mais precisos, ajudando a identificar a idade das rochas. Além disso, como todas as datações ocorreram no mesmo laboratório usando procedimentos idênticos e equipamentos analíticos, os pesquisadores puderam eliminar até 2,5 milhões de anos de incerteza nos resultados.

Uma questão importante permanece, Burgess disse: Por que a extinção em massa ocorreu ao longo de dezenas de milhares de anos, embora as erupções tenham se estendido por centenas de milhares de anos? Isso pode ser devido a pelo menos um par de razões, ele disse. Talvez um grupo específico de erupções tenha sido a chave para a extinção em massa, ou a morte só aconteceu depois que uma quantidade crítica de lava foi expelida, disse ele. Burgess e seu colega Samuel Bowring, professor de geologia no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, detalharam suas descobertas online hoje

(Aug. 28) in the journal Science Advances.

https://www.livescience.com/52017-catastrophic-volcanoes-caused-biggest-extinction.html 

The arc of the Snowball: U-Pb dates constrain the Islay anomaly and the initiation of the Sturtian glaciation

Scott MacLennan

Yuem Park

Nicholas Swanson-Hysell

Adam Maloof

Blair Schoene

Mulubrhan Gebreslassie

Eliel Antilla

Tadele Tesema

Mulugeta Alene

Bereket Haileab

Geology (2018) 46 (6): 539-542.

DOI:

https://doi.org/10.1130/G40171.1

Published:

April 26, 2018

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Abstract

In order to understand the onset of Snowball Earth events, precise geochronology and chemostratigraphy are needed on complete sections leading into the glaciations. While deposits associated with the Neoproterozoic Sturtian glaciation have been found on nearly every continent, time-calibrated stratigraphic sections that record paleoenvironmental conditions leading into the glaciation are exceedingly rare.

Instead, the transition to glaciation is normally expressed as erosive contacts with overlying diamictites, and the best existing geochronological constraints come from volcanic successions with little paleoenvironmental information. We report new stratigraphic and geochronological data from the upper Tambien Group in northern Ethiopia, which indicates that the glacigenic diamictite at the top of the succession is Sturtian in age. U-Pb zircon dates obtained from two tuffaceous siltstones that are 74 and 84 m below the diamictite are 719.68 ± 0.46 Ma and 719.68 ± 0.56 Ma (2σ), respectively. We also report a U-Pb date of 735.25 ± 0.25 Ma from a crystal-rich tuff located 2 m above the nadir of a high-amplitude, basin-wide, negative δ¹³C excursion previously correlated with the Islay anomaly.

This age for the anomaly agrees with Re-Os age constraints from Laurentia, suggesting that the δ¹³C signal is globally synchronous and preceded the Sturtian glaciation by ∼18 m.y. The interval between the Islay anomaly and Sturtian glaciation is recorded in the Tambien Group as an ∼600 m succession of predominantly shallow-water carbonates and siliciclastics with δ¹³C values recording a prolonged period at +5‰, followed by an interval of lower, but still positive, values leading up to the glaciation.
Our data are consistent with synchronous global onset of the Sturtian glaciation at ca. 717 Ma. Shallow-water carbonates in strata directly below the first diamictite suggest that glacial onset was rapid in terranes of the Arabian-Nubian Shield.

Por que os chineses querem minerar a Lua?

Para muitos cientistas a Lua pode ter um componente que pode mudar drasticamente a história do consumo de energia no nosso planeta: o hélio-3.

O hélio-3 ou He-3 é um isótopo estável, não radioativo do hélio.

O interesse no hélio-3 é que este gás poderá ser utilizado em reatores de fusão nuclear que gerarão imensas quantidades de energia sem produzir rejeitos radioativos ou emissão de nêutrons, comuns aos reatores nucleares a urânio.

Segundo os astrônomos e geólogos o He-3 emitido pelo Sol não atinge a superfície da Terra, pois é defletido pelo nosso forte campo magnético. Já o mesmo não ocorre na Lua onde, acredita-se, que o He-3 esteja se acumulando ao longo de bilhões de anos no fundo das crateras mais frias e escuras.

Acredita-se que o teor de He-3 no regolito lunar seja de 28ppm. Este teor tende a crescer nas áreas escuras e protegidas dos raios solares podendo, então, atingir concentrações econômicas. Alguns especulam que a Lua pode conter vários milhões de toneladas de He-3.
A verdade ainda está para ser descoberta.

Os mais entusiasmados dizem que o He-3 extraído da superfície da Lua poderá gerar toda a energia que o Homem precisa por milhares de anos.

É uma aposta instigante, mas ainda sem sustentação.
Para que o regolito lunar possa ser lavrado e gerar quantidades importantes de He-3 é necessário que sejam descobertas as principais concentrações do gás, o que ainda não foi feito.
Existe uma sonda indiana, a Chandrayaan-I, lançada em 2008 que está mapeando a superfície da Lua em busca de importantes concentrações de He-3.

Os russos, por sua vez, dizem que em 2020 poderão estar prontos para lavrar o He-3 lunar.
Vários projetos americanos objetivam o lançamento de sondas lunares em busca do He-3, que para muitos será a maior revolução energética da história do Homem. Todos os projetos americanos ainda estão em estágio inicial.
No entanto é a China quem lidera a corrida.
Os chineses não estão para brincadeiras e já entraram na quinta missão lunar com a Chang´e 5-T1 que já se encontra, neste momento, em órbita lunar.
Em 2014 a sonda chinesa Yutu aterrissou na Mare Imbrium. Começava a invasão chinesa à Lua. ( veja matéria abaixo)
Desde então, quando todos acreditavam que a missão Chang’ e 3 já havia sido encerrada, na semana passada, a sonda retornou de sua décima quarta hibernação.
O que a Chang’e está fazendo (com sucesso) é a prospecção do He-3 ao mesmo tempo em que elabora um mapa do solo e do regolito lunar, usando como principais instrumentos um espectrógrafo e um radar de penetração. É óbvio que eles estão, também, mapeando e prospectando outros elementos valiosos como ouro, platinóides, terras-raras e outros que possam dar retorno econômico aos programas de prospecção lunar.
Já o objetivo da missão Chang’e 5 é o de trazer à Terra as primeiras amostras de He-3 da Lua: um feito considerável se bem sucedido.
Com isso os chineses já se preparam para lavrar as jazidas de He-3 encontradas, mesmo antes da criação das leis sobre a mineração lunar.
Na realidade os chineses estão tão à frente dos demais competidores que só entraves burocráticos e legais para desacelerá-los.
Talvez seja esse o artifício que os Estados Unidos irão usar para paralisar os chineses e ganhar tempo na corrida pelo He-3.
Até lá ficamos com as nossas especulações...

Portal do Geólogo -  28/10/2015 - Pedro Jacobi

Yutu desvenda segredos lunares

O veículo lunar Yutu é o primeiro a chegar ao solo da Lua após a sonda soviética Luna 24 em 1976.
Yutu (foto) é o veículo que a sonda chinesa Chang e-3 transportou à Lua cujo objetivo é o de desvendar os seus segredos geológicos. Ele está equipado com câmera infravermelha, raio-X, espectrômetros para análise de rochas, solos e minerais. Além disso, o Yutu conta com um radar de penetração para estudar as camadas do solo. Quando a sonda chegou na Lua e aterrissou na borda da Mare Imbrium, uma região totalmente inexplorada, os cientistas chineses se encheram de esperanças. Eles esperavam que o Yutu fizesse uma jornada de 10.000 metros coletando inúmeras informações sobre a geologia lunar.

Foi uma decepção: o veículo parou subitamente após 100 metros e continua, até hoje, imóvel.
Apesar de perder a mobilidade Yutu manteve várias funções. Hoje, sabe-se, que a região onde ele está é composta por camadas de regolito lunar intercaladas em lavas basálticas ricas em titânio, desconhecidas dos exploradores americanos. São várias idades de rochas que compõem um quebra-cabeças que os geólogos chineses mal começam a desvendar. O radar de penetração do Yutu se mostrou uma excelente ferramenta de mapeamento dessas camadas e, com certeza, será utilizado nas expedições futuras Chang’e-4 e Chang’e-5.

Os dados e conclusões iniciais estarão sendo publicados, somente agora, em uma edição especial da Research in Astronomy and Astrophysics.

Os cientistas do mundo aguardam, ansiosos, por mais informações inéditas do nosso satélite.

Portal do Geólogo - 20/6/2014 - Pedro Jacobi

Esse lago russo é tão mortal que é capaz de matar uma pessoa em 1 hora

Por: Marcus V. Cabral

 

As aparências enganam. Esse lago, que eu não hesitaria em chamar de um dos mais belos do mundo, não é convidativo a ninguém que queira experimentar uma morte dolorosa em cerca de 1 hora. 

Trata-se do lago Karachay, localizado no sul dos Montes Urais, na Rússia e, apesar de sua beleza, é considerado o lago mais poluído do mundo após ter sido usado anos como local de despejo de resíduos radiativos. Na época, o lago foi submetido a mais de 200.000 vezes a quantidade normal de radiação por causa do mal despejo de resíduos de instalações da União Soviética.

O assassino silencioso tem emitido uma dose letal de radiação a quem entra ou até mesmo se aproxima de suas águas nos últimos 60 anos. Na década de 40, a URSS construiu uma cidade secreta na região apelidada de Chelyabinsk-40. Seu objetivo era a produção de armas nucleares a partir do urânio-238, que era extraído das montanhas ao redor. O primeiro reator foi colocado em operação no ano de 1948, e convertia a todo vapor urânio em plutônio.

Mas as coisas foram mal planejadas. Ao construir as instalações, os soviéticos voltaram todo o planejamento e recursos para converter o urânio, e se esqueceram de se livrar seguramente dos resíduos. Como solução, eles começaram a despejá-los no rio mais próximo, o Techa, que fornecia água potável para 39 cidades e aldeias. E a dor de cabeça começou.

Depois de envenenar silenciosamente sua população durante 3 anos, a URSS enviou pesquisadores para averiguar se os resíduos estavam fora do normal. Eles ficaram chocados ao descobrir que outras áreas não emitiam mais do que 0,21 Röntgens (uma medida para a radiação) a cada ano, enquanto o rio Techa emitia 5 Röntgens a cada hora.

Como medida de emergência, as autoridades mandaram imediatamente represar o rio, erguendo barragens e evacuando toda a população das proximidades, mas isso não foi suficiente. Enquanto isso, a União Soviética encontrou outro lugar para despejar seus resíduos nucleares, o lago Karachay. Entre 3 e 4 décadas depois (a URSS foi extinta, e só depois que a Rússia reconheceu a existência em 1990), o lago Karachay era o principal reservatório de resíduos da usina de Chelyabinsk. As autoridades argumentaram que o lago não alimentava nenhum rio (e, de fato, não alimentava), de modo que teoricamente não havia modo de resíduos radioativos escaparem.

Leve engano. Anos depois, pesquisadores descobriram que as águas contaminadas do lago “vazavam” pelo subsolo do pântano Asanov.

Como se não bastasse, o calor durante uma seca em 1967 fez boa parte da água do lago evaporar, expondo os resíduos. Com o vento, uma poeira tóxica se formou e englobou 2,3 mil quilômetros quadrados, contaminado cerca de 500 mil pessoas. Foi relatado um aumento nos casos de leucemia em mais de 40% em alguns anos.

Hoje, o Lago Karachay emite 600 Röntgens por hora, radiação suficiente para matar uma pessoa em cerca de 1 hora. E a situação ainda pode piorar: a área é muito instável, de modo que se a única barragem do rio Techa quebrar, toda a radiação irá vazar para o pântano, percorrer o rio Ob e cair no Mar Ártico, onde as correntes a espalharia pelo Oceano Atlântico. [KnowledgeNuts]

Como é formada a energia nuclear

Por: Marcus V. Cabral

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A energia produzida pela fissão do Urânio é gigantesca.

Energia nuclear é a energia liberada quando ocorre a fissão (quebra do núcleo do átomo). As usinas nucleares são capazes de gerar muita energia a partir de uma pequena quantidade de matéria, pois, além de cada reação unitária ter enorme potencial energético, servem para iniciar várias outras, já que ocorrem em cadeia.

Em um reator nuclear, ocorre uma sequência multiplicadora, conhecida como "reação em cadeia". Quando um núcleo sofre fissão, ele se divide em dois fragmentos e vários nêutrons. Se cada um desses nêutrons for capturado por outro núcleo físsil, o processo continua, e o resultado é a reação em cadeia.

Essa radiação atômica só ocorre porque os átomos “querem” se estabilizar; porém, núcleos estáveis também podem tornar-se radioativos, são os chamados radioativos induzidos. Esses núcleos tendem a emitir partículas que mudaram ou a relação nêutron/próton ou reduzirão o número total de núcleos, de maneira que fiquem mais próximos da estabilidade.

A energia liberada quando um núcleo é formado denomina-se Energia de Ligação Nuclear. Essa energia é equivalente ao decréscimo de massa durante o processo, ambas sendo relacionadas pela conhecida equação de Einstein, E = mc², onde a ideia é que massa e energia são interconvertíveis.

A energia produzida pela fissão do Urânio é gigantesca. Ela é milhões de vezes maior que a energia desprendida em qualquer reação química exotérmica, esse calor é transformado em energia. Ao contrário do que muita gente pensa, a energia nuclear não é uma energia suja; seus impactos ambientais causados pela deposição do resíduo radioativo não são muito maiores que os impactos do lago de uma hidrelétrica. O grande e efetivo problema é o lixo radioativo; sabendo que este demora anos para ser decomposto e é extremamente perigoso.

A única saída atual é colocar o lixo em buracos de concretos e revestido de Chumbo, aterros geológicos, porém esta não é uma boa ideia, considerando que deveriam ser secos, podendo sofrer infiltrações e alterações geológicas; assim, todo planeta permanece em risco.

Um Himalaia afrobrasileiro

Rochas do Brasil e da África guardam vestígios de cadeia de montanhas que teria existido há 600 milhões de anos 

REINALDO JOSÉ LOPES | Edição Online 20:33 16 de outubro de 2014

© RENAUD CABY / UNIVERSIDADE DE MONTPELLIER II

Amostra de coesita coletada no Mali: esse mineral só se forma a profundidades superiores a 100 quilômetros.

Geólogos do Brasil, da Austrália e da França encontraram indícios da formação de uma gigantesca cadeia de montanhas, equivalente à do atual Himalaia, em rochas com pouco mais de 600 milhões de anos de idade. A cordilheira teria se espalhado num arco de pelo menos 2.500 quilômetros (km) de extensão, numa região que abrange o atual Nordeste brasileiro e países como Togo e Mali, na África Ocidental. A formação das montanhas coincide com o primeiro episódio de diversificação no planeta dos seres vivos multicelulares, o que pode indicar que o processo geológico teria dado impulso a essas transformações evolutivas.

Os dados estão descritos em artigo na revista científica Nature Communications, que tem como primeiro autor Carlos Ganade de Araujo, que é pesquisador do Serviço Geológico do Brasil, no Rio, e concluiu seu doutorado pela Universidade de São Paulo (USP) neste ano, sob orientação do geólogo Umberto Cordani.

“A associação de processos desse tipo com o surgimento da vida complexa é algo que vários trabalhos anteriores já vinham apontando”, conta Araujo. “A novidade do nosso trabalho é mostrar que o surgimento desse grande arco de montanhas foi sincrônico, dentro da margem de erro das técnicas usadas para medir esse timing, e que ele bate com  o surgimento de fósseis da fauna do Ediacarano [período geológico em que ocorreu o florescimento da vida multicelular].”

A principal pista da existência do “Himalaia Ediacarano” são as rochas encontradas no Brasil, no Togo e no Mali. Hoje encontradas na superfície da crosta, essas rochas se formam em condições de altíssima pressão, em geral a profundidades de 100 km. Tais rochas, relativamente raras, surgem de processos de subducção, ou seja, quando uma das placas tectônicas que compõem a superfície terrestre colide com outra placa e passa a deslisar por baixo dela.

No caso das rochas coletadas no Nordeste e nos países africanos, essa subducção se deu no confronto entre duas placas que carregavam continentes. Depois de as bordas das placas ficarem “encavaladas”, as rochas alteradas pela violenta pressão desse processo voltaram a subir, gerando cordilheiras monumentais, como o Himalaia de hoje.
“Esse é outro ponto importante do trabalho”, diz Araujo. “Os dados que nós obtivemos mostram que esse provavelmente é o exemplo mais antigo desse processo de subducção continental em grandes profundidades e, portanto, do funcionamento das placas tectônicas da Terra como o conhecemos hoje.” É provável que antes desse período não existissem montanhas dessa magnitude na superfície do planeta. O trabalho atual pode, portanto, ajudar a entender a estrutura profunda de montanhas como os Alpes e os Himalaias, que se formaram pelo processo de subducção continental. As raízes dessas montanhas não podem ser acessadas hoje por estarem  a dezenas de km abaixo da superfície.

A datação das rochas foi feita graças à presença de zircão, um mineral que possui pequenas quantidades de urânio e tório. Variedades radioativas desses elementos se transformam em outros elementos químicos a taxas conhecidas, o que permite estimar a época em que o mineral foi formado. Para ser mais exato, as amostras brasileiras e africanas têm idade em torno de 610 milhões de anos.

Segundo os geólogos, a formação do “Himalaia afrobrasileiro” desencadeou processos acelerados de erosão, que passaram a carregar grande quantidade de nutrientes (sedimentos) para os oceanos. Esse “banquete” teria levado ao grande desenvolvimento de organismos que fazem fotossíntese e aumentado os níveis de oxigênio nos mares e na atmosfera.
Essas condições ambientais favoráveis, por sua vez, teriam sido ideais para o aparecimento dos primeiros organismos multicelulares. A chamada biota ediacarana ainda é relativamente misteriosa: são criaturas discoidais ou que lembram vermes e talos de algas, cuja relação exata com os animais marinhos que vieram depois ainda não é bem compreendida.

Projeto

Caracterização geocronológica e termocronológica das rochas de alto grau associadas à orogênese neoproterozóica nas adjacências do Lineamento Transbrasiliano-Kandi (NE Brasil – NW África) (nº 2012/00071-2); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Umberto Giuseppe Cordani (IGC-USP); Ìnvestimento R$ 144.331,80 (FAPESP)

Artigo Científico

GANADE DE ARAUJO, C.E. et al. Ediacaran 2,500-km-long synchronous deep continental subduction in the West Gondwana Orogen. Nature Communications. 16 de out. 2014.

Saiba que elementos radioativos podem causar riscos de contaminação no Japão

 

OSLO - Os riscos à saúde provenientes da contaminação pelos reatores nucleares atingidos pelo terremoto no Japão até agora são baixos, segundo a Organização Mundial de Saúde. Até agora Tóquio luta para evitar um colapso de três reatores atingidos na usina de Fukushima, no pior acidente nuclear desde o desastre de Chernobyl de 1986, desencadeado pelo tsunami da última sexta-feira. Como precaução cerca de 140 mil pessoas foram evacuadas da área.

- Não é um problema grave de saúde pública no momento, não será como Chernobyl. Naquela ocasião, o reator estava operando na potência máxima quando explodiu e não houve contenção - disse o secretário do Comitê Científico de Efeitos de Radiação Atômica da ONU, Malcolm Crick.

Houve, no entanto, vazamento de material radioativo na atmosfera em forma de vapor: partículas radioativas mortais em grandes quantidades, conhecidas como radioisótopos - versões de um elemento com uma configuração no seu núcleo que o torna instável e, por isso, frequentemente se deteriora e libera radiação.
Entre os elementos mais comuns no vazamento de vapor de água do reator japonês estão o iodine-131, o césio-137 (o mesmo do acidente radioativo em Goiânia na década de 80, que deixou centenas de vítimas), o xenon-133, o xenon-135 e o krypton-85.

Desses, o mais problemático é o iodine-131, que pode ser absorvido pela tireóide quando inalado, causando câncer e leucemia. Gases como krypton-85 e xenon-133 não interagem com ossos ou tecidos mas são altamente instáveis e podem causar outros danos ao organismo.

Enquanto a radiação medida estava mil vezes acima dos níveis normais em uma sala de controle do reator, os oficiais japoneses insistem em que os níveis de exposição fora do estabelecimento não são muito perigosos. Mesmo assim, os moradores foram orientados a beber água engarrafada, permanecer em ambientes fechados e a proteger seus narizes e bocas. Como precaução ao iodine-131, serão distribuídas pílulas de iodeto de potássio, que satura a tiróide com uma forma estável de iodo antes de o mais perigoso isótopo ser absorvido.

 

Além do urânio

Este ano, pesquisadores na Rússia conseguiram sintetizar o elemento químico de número atômico 117 – o 26º transurânico. No Estúdio CH, o físico Odilon Tavares, do CBPF, fala sobre a importância destes elementos criados artificialmente.

Na tabela periódica estão listados os 92 elementos que ocorrem naturalmente na natureza.

O último deles é o urânio. Acima dele vêm os transurânicos, elementos sintetizados artificialmente que têm número atômico superior a 92 – ou seja, o núcleo mais pesado que o urânio. De acordo com Odilon Tavares, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, conhecer as propriedades destes elementos é difícil devido a seu alto grau de instabilidade – alguns deles têm meia-vida de poucos microssegundos.

Tavares explica o que são e como são produzidos os transurânicos, o primeiro dos quais foi descoberto em 1940. Segundo o físico, a síntese do de número atômico 117 é importante porque é o que apresenta o maior número de nêutrons já observado – e que tende a apresentar maior estabilidade nuclear.

Tavares fala ainda das insistentes pesquisas para chegar à chamada ilha de estabilidade, situação na qual os núcleos atômicos teriam “números mágicos” de prótons e nêutrons, que gerariam a maior estabilidade possível.