Por volta de 1950, o químico Willard Libby inventou um método de usar o carbono radioativo como um meio para determinar a idade aproximada dos fósseis. A teoria da datação por carbono baseia-se no fato de que o isótopo carbono 14 é produzido na atmosfera pela ação da radiação cósmica sobre o nitrogênio.
A razão da quantidade de C-14 em relação ao carbono comum da atmosfera parece ser constante e, consequentemente, a quantidade proporcional de isótopo presente em todos os organismos vivos é a mesma na atmosfera. Quando um organismo morre, a absorção de C-14, por meio da respiração ou alimentação, cessa. Assim, comparando a quantidade proporcional de C-14 presente, digamos, em um fóssil com a razão constante encontrada na atmosfera, é possível obter uma estimativa razoável da idade do fóssil. O método baseia-se no conhecimento de que meia-vida do radioativo C-14 é aproximadamente 5.600 anos.
Meia-vida
A meia-vida é uma medida da estabilidade de uma substância radioativa. A meia-vida é simplesmente o tempo necessário para a metade dos átomos em uma quantidade inicial A0 desintegrar-se ou transformar-se em átomos de outro elemento. Quanto maior for a meia vida de uma substância, mais estável ela será. Por exemplo, a meia-vida do rádio altamente radioativo, Ra-226, é mais ou menos 1700 anos. Em 1.700 anos a metade de uma dada quantidade de Ra-226 é transformada em randônio, Rn-222.
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A técnica usual do carbono 14 está limitada a cerca de 9 meias-vidas do isótopo, ou cerca de 50.000 anos. Uma das razões dessa limitação é que a análise química necessária para obter uma medida precisa do C-14 remanescente torna-se de alguma forma muito grande em torno do ponto 1/1.000 de A0. Além disso, essa análise requer a destruição de uma amostra muito grande do espécime. Se essa medida for obtida indiretamente, com base na radioatividade real do espécime, será muito difícil distinguir entre a radiação do fóssil e a radiação normal de fundo. O número de desintegrações por minuto por grama de carbono é registrado com um contador Geiger. O nível mais baixo para o qual a detecção é possível é cerca de 0,1 desintegração por minuto por grama. Porém, recentemente, o uso de um acelerador de partículas possibilitou aos cientistas separar diretamente o C-14 do estável C-12. Quando o valor preciso da razão de C-14 para C-12 é computado, a precisão do método pode ser estendida para 70.000-100.000 anos. Outras técnicas com isótopos, como o uso do potássio 40 e do argônio 40, podem determinar idades de vários milhares de anos. A datação por potássio-argônio é usada em materiais terrestres, como minerais, pedras e lavas, e materiais extraterrestres, como meteoritos e pedras lunares. A idade de um fóssil pode ser estimada determinando-se a idade do extrato de pedra no qual foi encontrado. Métodos não isotópicos baseados no uso de aminoácidos são também possíveis algumas vezes.
Por seu trabalho Libby ganhou o Prêmio Nobel de química em 1960. O método de Libby tem sido usado para datar móveis de madeira em túmulos egípcios, o tecido de linho que envolvia os pergaminhos do Mar Morto e o tecido do enigmático sudário de Turim.
Nota: Este texto foi extraído integralmente do livro "Equações diferenciais com Aplicações em Modelagem" (ver referências). Achei este texto muito interessante, ainda mais por ser apresentado como enunciado de um exemplo de uso de equações diferenciais em química.
Referências
ZILL, D. G. Equações diferenciais com Aplicações em Modelagem. Tradução Cyro de Carvalho Patarra; revisão técnica Antônio Luiz Pereira. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003.
