DATAÇÃO POR CARBONO 14

Em 1947, o cientista americano Willard F. Libby desenvolveu um método de datação precisa baseado na quantidade de carbono-14 (ou radiocarbono) presente nos objetos de interesse. Hoje em dia, tem aplicação em diversas áreas como arqueologia, geologia, paleoclimatologia, oceanografia, etc.

O carbono-14 é um dos isótopos do carbono-12, i.e. ambos possuem o mesmo número atômico (6) porém massas atômicas diferentes. Além da diferença na massa atômica, há uma diferença quanto a estabilidade de seus núcleos atomicos. Enquanto o carbono-12 é estavel, o carbono-14 por sua vez é radioativo. Este último decai para o nitrogênio-14 através de um decaimento beta menos. Outros núcleos radioativos podem decair por decaimento alfa ou gama. Alguns são mais prováveis de ocorrer e outros são menos prováveis. 
    Generalizando, qualquer  que seja o tipo de decaimento ele é caracterizado por uma constante de decaimento que, em termos mais práticos, é reescrito como a meia-vida. Por definição, meia-vida é o tempo necessário para que metade dos núcleos radioativos tenham decaído. Para o carbono-14, a meia-vida do seu decaimento é de 5.730 anos. Para ilustrar o que isso significa vamos a um exemplo: suponha que você tenha uma caixa e coloque, hoje, dentro dessa caixa exatamente 100 átomos de carbono-14 e a lacre. Daqui a 5.730 anos, quando seus descendentes encontrarem essa mesma caixa e abrirem irão encontrar 50 átomos de carbono-14! Após outros 5.730 anos (ou seja, daqui a 11.460 anos), quem abrir essa mesma caixa encontrará 25 átomos de carbono-14. Veja então, se eventualmente alguém abrir a caixa e encontrar 30 átomos, conhecendo a meia-vida do elemento é possível estimar em 9.950 o tempo que se passou desde a 1ª vez que a caixa foi lacrada.

    Essa é uma técnica poderosa de cronologia principalmente por que o carbono esta presente em todos os organismos vivos. Com isso é possível descobrir a idade aproximada de fósseis, madeira, sedimentos orgânicos, ossos, conchas marinhas entre outros com até 50 mil anos após a sua morte. Porém para o sucesso da técnica é necessário ter um alto poder de discriminação entre os carbonos-12, 13 e 14. Isso por que em uma amostra de grafite moderno, por exemplo,  as proporcoes isotópicas relativas são: aproximadamente 99% de carbono-12, cerca 1% de carbono-13 (isotopo estavel) e apenas 0.0000000001% de carbono-14! Isso corresponde a uma proporção de 1 carbono-14 para cada 10+12 átomos de carbono-12. 

    Para a que estes e outros objetos orgânicos sejam datados é necessário que as amostras passem por um processo de tratamento até que cheguem ao ponto de grafite. Posteriormente ao tratamento, possam ser colocadas num acelerador de partículas, que tem como finalidade identificar a quantidade de Carbono 14 que se encontram na amostra analisada.

A TÉCNICA AMS

AMS é a sigla para a expressão inglesa Accelerator Mass Spectrometry, que em português se traduz como Espectrometria de Massa com Aceleradores. Nessa técnica, o espectromêtro de massas, isto é, um equipamento que distingue átomos ou moléculas de acordo com a sua diferença de massa atômica ou molecular, é associado a um acelerador de partículas, que pode alcançar energias de até milhões de volts. Como o carbono 14 representa uma ínfima parcela do carbono presente na Terra, ele pode ser facilmente confundido com uma molécula mais abundante que possua também massa 14, portanto, chamada de isóbaro. Com o objetivo de conseguir distinguir os isóbaros do carbono 14 é que surgiu a técnica de AMS no fim na década de 1970. Com o estágio de aceleração das partículas, as mesmas possuem energia o suficiente para, ao colidirem com um gás inerte (por exemplo, argônio) no dissociador molecular, serem quebradas e posteriormente distinguidas do carbono 14. Tal equipamento é revolucionário, pois consegue discriminar um único átomo de carbono 14 num conjunto de 1.000.000.000.000.000 átomos. Além disso, esse mesmo equipamento consegue alcançar uma precisão muito satisfatória com apenas 3 minutos de medida de uma amostra.