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terça-feira, 1 de outubro de 2013

Carbono 14

Também chamado de radiocarbono 14, é um dos elementos químicos modificados naturalmente pela ação da radiação vinda do espaço sideral ou de elementos radioativos presentes no solo. O C14 (abreviado) é chamado assim porque não possui 6 prótons e 6 nêutrons como um carbono comum e estável. Ele possui 2 nêutrons a mais que com o passar do tempo se perde novamente ao meio ambiente. O carbono possui 5 tipos de isótopos e o que possui meia vida de 5730 anos o mais duradouro.

Para esclarecer mais como os cientistas usam esse isótopo do carbono, preciso esclarecer alguns detalhes sobre física também, já que este blog é sobre biologia. Um elemento químico é considerado estável quando ele possui o mesmo número de prótons e elétrons em seu núcleo. É instável quando possui nêutrons a mais ou a menos. Essa diferença ocorre naturalmente (claro que artificialmente também) na natureza, por isso encontramos radioatividade natural nos solos e principalmente nas ondas cósmicas vindas de estrelas pelo universo e que,  no final, alcança nosso planeta. O sol é uma das fontes da radiação.

Mas não se preocupem, a radiação, chamada de radiação gama, pode ser alta fora da atmosfera, mas nosso planeta bloqueia boa parte através de uma camada protetora no topo da atmosfera chamada de ozônio rica em oxigênio agrupado em moléculas de 3 átomos de oxigênio que é tóxico ao nosso organismo, mas felizmente ficam há centenas de quilômetros de altura bem longe da gente, nos protegendo da radiação do espaço sideral.

Mas vamos ao que interessa. Como o radiocarbono se forma?. Muito bem. Lá no topo da atmosfera além do oxigênio, também há muito nitrogênio. As moléculas de nitrogênio, quando bombardeadas pela radicação do espaço, se transformam em gás carbônico com isótopos de carbono 14 que descem pela atmosfera e atingem nossa superfície terrestre. As plantas, como vocês já aprenderam desde cedo na escola, realizam fotossíntese, ou seja, usam o gás carbônico para viver e acabam incorporando gás carbono modificado, o C14.

A incidência de C14 em meio ao estável C12 é de uma partícula por trilhão, por isso, não faz mal para a planta. Além disso, segundo os cientistas, tal proporção de C14 ao C12 é a mesma sempre na atmosfera. Mas tal proporção já é suficiente para medirmos a sua presença em plantas ou animais (que comeram tais plantas ao longo de suas vidas). Segundo os estudos, o C14 fica em níveis constantes nos organismos que o absorveu enquanto estiveram vivos. Após morrerem, seja planta ou animal, o C14 começa a decair pela metade a cada 5730 anos.

Os dois nêutrons inseridos no dióxido de carbono (que contém C14) saem da seguinte forma: Um nêutron se transforma num próton, ou seja, o átomo passara a ter 7 prótons e não 6 mais. E outro nêutron será eliminado de volta à atmosfera na forma de radiação beta (outro tipo de radiação). Veja que um vestígio permaneceu no fóssil que passará a contar com carbono modificado em sua matéria, passível de ser medida e datada. 

5730 anos é a meia vida do C14. Conforme o tempo vai passando e o animal fossilizando, o C14 vai se desintegrando até restar uma quantidade muito pequena e difícil de ser detectada pelos aparelhos sensíveis à radiação do C14. Mas até lá, leva-se até 50 ou 60 mil anos de decaimento possível de ser medido dando sua data com precisão. Por isso, os cientistas acreditam que esse método de datar fósseis seja confiável até um limite de 50 mil anos.

Tal confiança se deve ao fato de estudos rigorosos no decaimento radioativo do C14 e em testes realizados em amostras com data já determinada (respaldadas por documentos históricos). O método de datação não serve apenas para animais e plantas fossilizados, mas também para objetos feitos com material orgânico pelo homem milhares de anos atrás. Para objetos e fósseis mais antigos que 50 mil anos, usa-se outros métodos de datação como análise das camadas de solo e até isótopos de outros elementos químicos com meia vida maior.

Deve-se a Willard Libby a invenção do método de datação através do C14, que nos anos 40 percebeu que o C14 vai diminuindo num ritmo constante em matérias orgânicas. Libby também percebeu que por volta de 50 mil anos, a datação se tornava imprecisa devido aos limites práticos de sensibilidade dos detectores usados para medir o C14. Outros exemplos de amostras que podem ser datadas por esse método são conchas de mar, carvão, sedimentos orgânicos, ossos e carbono isolado também.

A amostra a ser datada deve ser pura, ou seja, deve ser livre de qualquer contaminação por material orgânico mais recente que ainda tenha alto índice de C14. Por isso a amostra deve ser retirada do solo com cuidado além do próprio solo ser estudado para se assegurar que não há agentes contaminantes por perto. Bactérias ou radiações de urânio podem contaminar o material que apresentará uma idade mais recente, caso comum na datação de combustíveis fósseis.

O corpo do ser humano também possui C14 porque se alimenta de planta e animais, mas como dito antes, possui numa quantidade pequena a ponto da radioatividade não danificar a saúde. Doses de C14 já foram administradas a pacientes para tratamento de doenças, mas atualmente o C13 se mostrou mais seguro por ter uma radiação menor. Uma curiosidade sobre o carbono é que ele pode ser criado naturalmente a partir de outro elemento. Como já informado, o C14 é criado na atmosfera superior quando o nitrogênio e o oxigênio são bombardeados por radiação cósmica.

Apesar dos experimentos científicos assegurarem a confiabilidade da datação por C14, há muita controvérsia entre os cientistas e grupos teístas que se confrontam em alegar datas radicalmente diferentes para os fósseis estudados. Enquanto que a ciência não teísta diz que um fóssil pode ter 50 mil anos ou até milhões de anos através de outros métodos de datação, os teístas (religiosos) afirmam que não apresentam essa idade e sim, no máximo alguns milhares de anos. Há até alguns cientistas teístas que estudam física e outras ciências afinco e tem leituras diferentes usando o mesmo método de datação por C14. Mas isso é assunto para um artigo mais específico.


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