Definição de datação por carbono
A datação por carbono, ou datação por radiocarbono , é um método usado para datar materiais que antes trocavam dióxido de carbono com a atmosfera. Em outras palavras, coisas que estavam vivas. No final dos anos 1940, um físico-químico americano chamado Willard Libby desenvolveu pela primeira vez um método para medir a radioatividade do carbono-14 , um isótopo radioativo. Libby recebeu o Prêmio Nobel de Química por seu trabalho em 1960.
O dióxido de carbono na atmosfera contém uma quantidade constante de carbono-14 e, enquanto um organismo viver, a quantidade de carbono-14 dentro dele é igual à da atmosfera. No entanto, quando o organismo morre, a quantidade de carbono-14 diminui constantemente. Ao medir a quantidade de carbono-14 que resta no organismo, é possível descobrir sua idade. Essa técnica funciona bem para materiais com até cerca de 50.000 anos.
Meias-vidas radioativas
Cada isótopo radioativo decai em uma quantidade fixa, e essa quantidade é chamada de meia-vida . A meia-vida é o tempo necessário para que metade da amostra original de núcleos radioativos decaia. Por exemplo, se você começar com 1000 núcleos radioativos com meia-vida de 10 dias, sobrará 500 após 10 dias; você teria 250 restantes após 20 dias (2 meias-vidas); e assim por diante. A meia-vida é sempre a mesma, independentemente de quantos núcleos você tenha deixado, e essa propriedade muito útil está no cerne da datação por radiocarbono.
O carbono-14 tem meia-vida de cerca de 5.730 anos. O gráfico abaixo mostra a curva de decaimento (você pode reconhecê-la como uma queda exponencial) e mostra a quantidade, ou porcentagem, de carbono-14 restante. Você vai notar que depois de cerca de 40.000 anos (ou 8 meias-vidas), a quantidade restante começa a se tornar muito pequena, menos de 1%. Os cientistas costumam usar o valor de 10 meias-vidas para indicar quando um isótopo radioativo irá embora, ou melhor, quando uma quantidade muito desprezível ainda resta. É por isso que a datação por radiocarbono só é útil para datar objetos com até cerca de 50.000 anos (cerca de 10 meias-vidas).
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Uso de datação por carbono 14
O carbono 14 radioativo é continuamente formado na atmosfera pelo bombardeio de nêutrons de raios cósmicos em átomos de nitrogênio 14 . Depois de se formar, o carbono-14 se decompõe naturalmente, com meia-vida de 5.730 anos, por meio do decaimento das partículas beta. Para o registro, uma partícula beta é um tipo específico de decaimento nuclear.
Veja este diagrama aqui que descreve isso. A imagem 1 mostra a produção de carbono-14 por nêutrons de alta energia atingindo átomos de nitrogênio-14, enquanto na imagem 2, o carbono-14 se decompõe naturalmente através da produção de partículas beta. Observe que o átomo de nitrogênio-14 é recriado e volta ao ciclo.
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Ao longo da vida do universo, esses dois processos opostos entraram em equilíbrio, resultando na quantidade de carbono-14 presente na atmosfera permanecendo quase constante.
O carbono-14 atmosférico reage rapidamente com o oxigênio do ar para formar dióxido de carbono e entra no ciclo do carbono . As plantas absorvem dióxido de carbono por meio da fotossíntese e o carbono-14 sobe na cadeia alimentar e chega a todos os organismos vivos. Você deve se lembrar que foi mencionado anteriormente que a quantidade de carbono-14 nos seres vivos é igual à da atmosfera. Assim que morrem, param de absorver o carbono-14, e a quantidade presente começa a diminuir a uma taxa de meia-vida constante. Então, a datação por radiocarbono mede a radioatividade remanescente. Ao saber quanto carbono-14 resta em uma amostra, a idade do organismo e quando ele morreu podem ser calculados.
A datação por radiocarbono tem sido usada extensivamente desde sua descoberta. Exemplos de uso incluem a análise de carvão de cavernas pré-históricas, linho e madeira antigos e restos mumificados. Muitas vezes é usado em obras de arte valiosas para confirmar a autenticidade.
Por exemplo, observe esta imagem da abertura da tumba do rei Tutancâmon perto de Luxor, Egito, durante a década de 1920. A datação por carbono foi usada rotineiramente da década de 1950 em diante e confirmou a idade desses vestígios históricos.
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Resumo da lição
A datação por radiocarbono é um método usado para datar materiais que antes trocavam dióxido de carbono com a atmosfera; em outras palavras, coisas que estavam vivas. O carbono-14 é um isótopo radioativo e está presente em todos os seres vivos em uma quantidade constante.
Por causa do ciclo do carbono, sempre há carbono-14 presente no ar e nos organismos vivos. Uma vez que o organismo morre, a quantidade de carbono-14 é reduzida pela meia-vida fixa - ou o tempo necessário para a metade da amostra original de núcleos radioativos se decompor - de 5.730 anos, e pode ser medida por cientistas por até 10 metades -vidas. Medir a quantidade de carbono 14 radioativo restante torna possível descobrir a idade do artefato, se é um esqueleto fossilizado ou uma magnífica obra de arte.
Resultados de Aprendizagem
Depois de assistir ao vídeo sobre datação por carbono, use seu novo conhecimento para:
- Parafrasear a definição de datação por carbono
- Caracterizar uma meia-vida radioativa
- Discuta a formação e o uso da datação por carbono-14