Como CALCULAMOS a IDADE dos FÓSSEIS?

paleontologia o estudo dos fósseis mas o que é exatamente um fóssil fóssil é qualquer evidência direta ou indireta de vida que tenha mais de 10 11. 000 anos de idade Essa é a idade aproximada em que se inicia a nossa época geológica atual o holoceno então fósseis podem ter milhares milhões ou até mesmo bilhões de anos mas como exatamente nós conseguimos calcular essa idade como é possível saber com precisão H quanto tempo um ser vivo fossilizado morreu no vídeo de hoje você vai conhecer Quais são as técnicas de datação mais utilizadas como elas foram testadas ao longo do tempo e como elas nos ajudam a compreender a evolução da vida na Terra e nós inclusive visitamos um laboratório de datação por carbono 14 só para mostrar para vocês um local onde na prática são feitas essas datações aqui no Brasil saudações zoológicas Eu sou Amanda e eu sou BR e Existem duas formas principais de datação dos fósseis e das rochas uma delas se chama datação relativa e ela vai levar em consideração a comparação entre fósseis de diferentes lugares para se chegar a uma ideia Geral do período geológico daquele fóssil ou daquela rocha e a outra se chama datação absoluta ou datação radiométrica que vai utilizar o conceito de decaimento radioativo para estimar com precisão dando o número mesmo pra idade de um fóssil ou de uma Rocha vamos começar falando pela datação relativa que é o método que consegue ordenar quando aconteceram certos eventos no passado mas sem dar uma data precisa em números esse método de datação leva em consideração alguns princípios um deles é o princípio da correlação fossilíferas que fundamenta a ciência da bioestratigrafia basicamente como a composição da fauna muda ao longo do tempo através da comparação da fauna fóssil em diferentes camadas de rocha sedimentares no mundo todo é possível correlacionar essas camadas ordenando entre as mais antigas e as mais recentes foi através dessa correlação que os extratos rochosos e posteriormente alguns períodos geológicos acabaram recebendo seus nomes por exemplo o período Jurássico foi nomeado no século XIX depois de naturalistas identificarem rochas e animais típicos de um perfil geológico das montanhas de Jura que ficam nas divisas entre França Suíça e Alemanha isso bem antes dos cientistas descobrirem um método de datação preciso ou seja Eles já sabiam que existia um período chamado Jurássico no passado da Terra Só não faziam ideia de quando exatamente ele ocorreu então a datação relativa vai usar essa correlação entre os fósseis de diferentes pontos para dizer por exemplo ah este extrato Aqui é do Jurássico superior enquanto este outro aqui é do cretáceo inferior para saber isso pode-se usar tanto a composição geral da fauna em si como também alguns fósseis específicos chamados de fósseis guia um fóssil guia é um organismo que possui uma grande distribuição horizontal mas uma pequena distribuição vertical nas rochas mas que raios Isso quer dizer bom a grande distribuição horizontal significa que esse organismo geralmente uma concha ou outro organismo pequeno era abundante e por isso tinha uma grande distribuição geográfica sendo encontrado em diferentes pontos do planeta já uma Queen na distribuição vertical nas rochas significa que Ele viveu durante um curto período de tempo e logo depois foi extinto ou se transformou em outras espécies com isso podemos saber que a existência desse organismo numa rocha indica um ponto específico no tempo geológico por exemplo ele pode indicar o último estágio geológico do cretáceo Superior chamado mastriti ano o que ajuda a limitar as possibilidades de datação a datação relativa não vai te dar uma data em si um valor numérico mas é muito útil por não gerar custos adicionais de análise e hoje em dia temos datações radiométricas precisas de praticamente todos os estágios geológicos Então se um fóssil guia nos diz que uma camada rochosa é do mast tricano sabemos que os fósseis ali viveram algo entre 72 e 66 milhões de anos atrás mas é claro o método de datação mais conhecido do mundo é o da datação radiométrica principalmente através do famoso carbono 14 esse método foi criado pelo químico estadunidense Willard Lib na década de 1940 enquanto ele estudava radiação Lib percebeu que plantas adicionavam isótopos de carbono 14 o tempo todo enquanto estavam vivas mas que a partir do momento em que elas morriam e paravam de fazer fotossíntese essa incorporação parava e a partir daí nós poderíamos saber H quanto tempo uma planta tinha morrido suas descobertas revolucionaram tanto a paleontologia e a arqueologia que em 1960 ele ganhou o prêmio Nobel de química tá mas como assim a gente consegue calcular a idade da morte de um ser vivo e o que é um isótopo bom pra gente entender isso a gente precisa relembrar a estrutura de um átomo os átomos basicamente possuem uma estrutura formada por um núcleo que é circundado por algumas partículas subatômicas de carga negativa chamadas de elétrons no núcleo do átomo encontramos duas partículas subatômicas principais os prótons que são partículas de carga positiva e os nêutrons que são partículas com carga nula os elementos químicos são determinados pelo número de prótons no núcleo de um átomo por exemplo um átomo com um único próton em seu núcleo é o elemento que chamamos de hidrogênio o mais comum do universo agora um átomo com dois prótons em seu núcleo é o elemento chamado de Hélio e um átomo com três prótons é o elemento lítio e assim por diante e o que é um isótopo isótopo uma variação de um mesmo elemento químico só que com um número diferente de nêutrons em seu núcleo por exemplo um átomo de hidrogênio com apenas um próton mas sem nenhum nêutron em seu núcleo é o isótopo conhecido como prótio quando ele tem um próton e um nêutron ele é o isótopo chamado deutério E se ele tiver um próton e dois nêutrons ele é o isótopo trítio ou seja são todos átomos de hidrogênio já que todos possuem apenas um próton em seu núcleo mas são diferentes isótopos de hidrogênio porque possuem diferentes quantidades de nêutrons no núcleo E aí que entra o nosso querido carbono 14 existem três isótopos principais de carbono o carbono 12 que é aquele com seis prótons e seis nêutrons o carbono 13 que é aquele com seis prótons e 7 nêutrons e o carbono 14 que é aquele com seis prótons e 8 nêutrons os carbonos 12 e 13 são o que chamamos de isótopos estáveis ou seja eles não se transformam ao longo do tempo e permanecem estáveis indefinidamente já o carbono 14 entra na categoria de isótopo radioativo ou radioisótopo que são átomos com excesso de energia no núcleo tornando-os instáveis ao longo do tempo para compensar essa energia mais no núcleo esses átomos precisam liberar o excesso num processo chamado decaimento radioativo esse processo pode ser feito de diferentes maneiras mas a mais importante pra gente aqui é a emissão de partículas que pode transformar os isótopos instáveis em isótopos estáveis ou pode também transformar um elemento químico em outro caso um ou mais prótons sejam as partículas emitidas durante o decaimento pouco tempo antes da descoberta de Lib cientistas já haviam notado que os Raios cósmicos do Sol que chegam até a atmosfera da terra interagem com os elementos nela muitas vezes desmontando os átomos em partículas menores essa interação acaba liberando neutro que circulam pela atmosfera de vez em quando partículas de nêutrons bombardeiam átomos de nitrogênio na atmosfera que possuem sete prótons e sete nêutrons em seu núcleo na sua forma mais comum o nitrogênio 14 nesse bombardeio um átomo de nitrogênio pode acabar Mudando seu núcleo de sete prótons e 7ete nêutrons para seis prótons e 8 nêutrons assim temos a transformação de um átomo de nitrogênio 14 para um átomo de carbono 14 como Nossa atmosfera está constantemente recebendo radiação solar a formação de carbono 14 é mais ou menos constante e como as plantas estão fazendo fotosíntese o tempo todo elas estão absorvendo o carbono 14 da atmosfera numa taxa também constante só que como comentamos antes o carbono 14 é um isótopo radioativo O que significa que ao longo do tempo ele vai aos poucos se transformando no caso do carbono 14 ele sofre um decaimento radioativo onde um nêutron se transforma novamente em próton aí ele volta a ter sete prótons e sete nêutrons e volta a se transformar em nitrogênio 14 que é um isótopo estável e quanto tempo demora esse processo bom o decaimento radioativo pode variar de átomo para átomo e seria muito difícil calcular essa média individualmente para cada átomo para resolver esse problema os cientistas Inventaram um método usando uma amostragem maior funciona sim analisando uma amostragem maior os cientistas calculam Quanto tempo demora pra metade daquela amostra se transformar no caso do carbono 14 metade de uma amostra se transforma em nitrogênio 14 após cerca de 5730 anos claro que ninguém ficou esperando 5730 anos para ver se exatamente metade se transformou Mas essa é a beleza da Matemática se você sabe quanto tempo demora para 10% 1% ou mesmo 0,11% se transformarem Automatic ente você sabe quanto tempo demora para 50% da amostra se transformar basta utilizar a boa e velha regra de trê junto com alguns outros ajustes matemáticos esse tempo que demora paraa metade de um isótopo decair em outro é chamado de meia vida e a meia vida de cada isótopo radioativo é diferente alguns demoram segundos enquanto outros demoram bilhões de anos na prática funciona sim usando o exemplo do carbono 14 nós sabemos Qual é a proporção de carbono 14 presente nas plantas atuais justamente porque a fotossíntese é constante se uma amostra analisada possui apenas metade da quantidade de carbono 14 que seria esperada numa planta atual Isso significa que aquela planta passou por um ciclo completo de meia vida ou seja que ela tem aproximadamente 5730 anos agora se ela tem 25% da quantidade esperada Isso significa que a planta passou por dois ciclos de meia vida e morreu há cerca de 11. 460 anos se ela tiver 12,5% ela teria 17.

190 anos e assim por diante sabendo a quantidade de carbono 14 numa amostra sabemos exatamente a quanto tempo aquele servivo morreu Resumindo quanto menos carbono 14 um organismo tiver mais antigo ele será só que existem limitações nessa técnica como a meia vida sempre vai eliminando metade da quantidade de um isótopo depois de al umas meias vidas a quantidade daquele isótopo passa a ser indetectável na prática depois de 10 meias vidas a quantidade original de um isótopo fica menor do que 0,11% é parecido com aquela brincadeira que não importa o tamanho de uma folha de papel você nunca consegue dobrar ela ao meio mais do que 10 vezes tá nós falamos das plantas mas e os Animais a lógica funciona do mesmo jeito para eles Assim como as plantas estão constantemente fazendo fotossin Sese os animais estão constantemente comendo plantas ou comendo outros animais então enquanto eles estão vivos eles também estão absorvendo o carbono 14 o tempo todo num processo que só para quando eles morrem após a morte a alimentação obviamente acaba E aí o cronômetro do decaimento do carbono 14 é ligado e como o método foi testado para saber se ele funciona ou não de várias maneiras diferentes uma delas é testando com amostras de árvores lenares algumas árvores apresentam anéis de crescimento que se formam num ciclo anual logo contando esses Anéis A gente consegue saber com precisão a idade de uma árvore E aí é só datar com carbono 14 para ver se as idades batem e outro teste foi realizado através da datação da Madeira do sarcófago de dois faraós egípcios joser e cefo como nós sabemos através de documentos históricos que a madeira paraa construção dos sarcófagos foi extraída no momento da a morte dos faraós e sabemos Há quanto tempo eles viveram a datação dessa madeira no passado foi 100% compatível com a idade dada pelos documentos históricos validando o método e para fazer esse vídeo aqui a gente não queria apenas falar para vocês sobre como é feita a datação de carbono 14 mas a gente queria mostrar na prática como que ela é feita aqui no Brasil por isso a gente veio visitar o laboratório de carbono 14 que fica no Sena o centro de energia nuclear na agricultura que fica no Campus da USP de piraba interior de São Paulo o laboratório é coordenado pelo professor Luís Carlos penda que nos recebeu muito bem por lá mostrando em detalhes o passo a passo pra realização do processo e nós contamos também com a ajuda do Evandro Magalhães aluno de Mestrado do professor penda pelo Sena da USP que nos mostrou o processo de preparação dessas amostras então a gente aqui laboratório de preparo de mostras é Aqui é onde a gente recebe os materiais tanto da nossa linha de pesquisa quanto de outros pesquisadores então diversos paleontólogos oceanógrafos eh botânicos trazem diversos materiais pra gente no caso a gente pode trabalhar com ossos Então a gente tem aqui ossos eh de alguns animais da mega fauna brasileira tem ossos eh modernos né então aqui nesse laboratório a gente faz várias Preparações pra gente conseguir transformar essa amostra que chega dos eh dos pesquisadores pra gente em compostos que a gente vai conseguir levar na linha de síes e vai ser datado então quando a gente trabalha com os ossos a gente tem no caso eh o colágeno a gente faz né todo o a transformação né gente segue um protocolo uma receita de bolo pra gente conseguir transformar os ossos no nosso colágeno quando a gente trabalha com solos né a gente tem o solo que a gente encontra né o solo Total a gente faz também várias transformações pra gente conseguir almina é na almina que a gente vai ter essa idade mais representativa da amra quando a gente trabalha com madeiras né Por exemplo um navio a gente consegue eh tirar a madeira do casco então a gente faz esses PR tratamentos pra gente conseguir extrair a celulose da celulose a gente vai conseguir fazer adaptação e no caso também por exemplo aqui dessa munha que veio no laboratório A gente podia fazer as datações tanto do material tanto dela né do colágeno que a gente conseguiu retirar do ombro dela mas a gente também tinha vestimentos né então geralmente alguma fibra de algum animal é uma fibra vegetal um pelo de algum animal a gente consegue fazer essas datações Então isso é um pouco da dos tipos diferentes de amostras que a gente acaba trazendo e recebendo aqui no laboratório então quando essa amostra chega no nosso laboratório a gente faz alguns processos alguns pré tratamentos físicos e químicos né pra gente conseguir transformar essa amostra eh na matéria final a ser eh levada na linha de síntese e fazer essa datação quando a gente encontra por exemplo Conchas né a gente consegue fazer a adapatação de materiais inorgânicos também Conchas corais eh geralmente eles vêm sujos né então a gente tem que fazer eh às vezes uma uma raspagem mesmo utilizando a gente faz eh com a água a gente limpa eles né para tirar essa sujeira mais superficial e a gente consegue utilizar também esse equipamento é como se fosse uma maquininha de dentista então a gente liga ele e consegue né fazer a raspagem desse material que tá mais incrustrado ali na nossa amostra eh quando a gente trabalha por exemplo com solos eh Às vezes a gente tem raízes né Essas podem ser raízes de árvores modernas então a gente faz a gente retira essas raízes né porque a gente não quer a adapatação delas provavelmente vai ser uma adapatação moderna a gente quer adar a matéria orgânica do solo então a gente faz retira fisicamente esses materiais Às vezes a gente tem um material com bastante Raizes no caso de manguezais a gente utiliza flutuações então a gente coloca a água com um pouquinho de ácido aqui para as raízes pequenininhas vão começar a flutuar então a gente faz um peneiramento vai tirando as raízes pouco a pouco e a gente consegue fazer essa eliminação física do material aqui no caso da das Conchas quando a gente quer fazer o tratamento químico a gente utiliza né um hcl e bem fraquinho 1 2% dependendo da da do material e a gente coloca né então o Nossa concha nosso material aqui e como a gente tem aqui a nossa concha basicamente né carbonato de cálcio ele vai acabar e no hcl fazendo uma reação química e vai transformar em gás carbônico né a gente consegue ver pelas formações das bolhas E se eu continuar com a minha amostra aqui a gente vai acabar perdendo a nossa amostra então a gente sempre faz um mergulho a gente coloca um pouco na água para parar a reação Então a gente vai fazendo várias sequências dessas desse procedimento até a gente olhar pra nossa amostra e ter a certeza de que tudo que poderia contaminar ela foi retirado pra gente conseguir aí sim levar esse material pra linha de síntese e lá a gente conseguir fazer é todo o processos paraa gente conseguir no final ter a datação dessa amostra então após a purificação das amostras na preparação físico-química das medas nós vamos fazer agora a produção do CO2 e através da combustão nesse tubo de quartzo onde nós temos a os fornos a 700° produzindo o CO2 que vem do carbono da amostra E aí nós vamos passar primeiro por esse di que tem gelo seco e Álcool onde nós removemos a umidade e finalmente coletamos o CO2 nesse Dior aqui com nitrogênio líquido então após a produção do acetileno né que é feito nesse Dior aqui nesse Trap aqui nós vamos expandi-lo e ele vai entrar nessa coluna de catalisação ou seja de trimerização passando do C2 H2 que é O acetileno para benzeno e esse benzeno nós vamos destilar uma temperatura de 90º ele vai entrar nesse último Trap aqui el vai ser coletado aqui em nitrogênio líquido onde dos 3 G de carbono que nós produzimos da amostra nós vamos ter a transformação para 3 ml de benzem C6 então agora nós temos a produção do benzeno da linha de síntese e essa amostra vai ser detectada por esse equipamento então nós já sabemos que nesse momento já tá vendo a produção de luz porque nós temos o benzeno mais o carbono 14 emitindo a radiação Beta e produzindo luz através daquela reação com solutos cintiladores essa luz ela do visível e é esse equipamento que vai detectar essa luz e assim automaticamente cada amostra dessa aqui ela vai ser detectada por 30 vezes ve 100 minutos ou seja 3. 000 minutos para cada uma das amostras pra gente ter uma boa precisão estatística de contágio e isso é feito automaticamente então nós programamos esse equipamento para fazer essas contagens apó cada 3. 000 minutos ela já muda para a outra para a próxima mra e entre as três quatro amostras nós temos um ou dois padrões de idade conhecida e assim sucessivamente esses equipamentos são importados e esse equipamento especificamente tem cerca de 30 anos e ainda trabalha rotineiramente está super calibrado então ao final da detecção do carbono 14 pelo equipamento nós temos um Range que vai de uma contagem por minuto a 20 contagens por minuto sendo uma contag por minuto o material que não tem carbono qu e 20 contagios por minuto seria o teor de carbono 14 que nós temos como seres vivos tá certo absorvendo esse carbono 14 naturalmente então é o carbono moderno além da datação de carbono 14 por cintilografia que mostramos agora o processo também é possível datar o carbono 14 por meio de grafite o laboratório do professor pessenda também produz esse grafite mas não faz essa análise por lá ele nos contou que quando precisa analisar grafite acaba enviando para outros Laboratórios como falamos antes a meia vida do carbono 14 tem uma duração de aproximadamente 5730 anos e como nós não conseguimos datar uma amostra que tenha passado por mais de 10 ciclos de meia vida então o carbono 14 só pode ser utilizado em amostras que tenham no máximo pouco mais de 50.

000 anos de idade o carbono 14 tem uma limitação de ir apenas até 50. 000 anos atrás mais ou menos como é que a gente pode datar coisas mais antigas como por exemplo fósseis de dinossauros que tenham milhões de anos de idade quando queremos fazer a datação de materiais com mais de 50.