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Calibração Radiocarbono Árvore-Anel

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• Resultados de calibração são necessários para explicarem as mudanças na concentração de radiocarbono globais ao longo do tempo.
• Medições de radiocarbono são normalmente reportadas em anos BP com zero BP definido como AD 1950.
• Os anéis das árvores são usados para calibrarem medições de radiocarbono.
• Resultados de calibração são reportados como faixas etárias calculadas pelo método de interceptação ou pelo método de probabilidade, que utilizam as curvas de calibração.
• As curvas de calibração internacionalmente acordadas para o período que alcança tão longe como 2500 BC são as produzidas por Gordon Pearson e Minze Stuiver.
• Curvas de calibração têm uma escala de tempo dendro no eixo-x e anos radiocarbono no eixo-y.

Como acontece com qualquer método usando instrumentos, a calibração é feita para se certificar de que os dados recolhidos são correctos e confiáveis. Calibração é o processo pelo qual a relação entre o instrumento e as unidades de medida são estabelecidas para dissipar dúvidas sobre a exactidão e a confiabilidade dos dados colectados. A calibração é feita comparando resultados analíticos aos dados recolhidos a partir da análise de um padrão, por exemplo, materiais de referencia certificados.

Calibração não é feita somente antes de uma análise, mas também em resultados analíticos como no caso de datação por radiocarbono— um método analítico que identifica a idade do material que uma vez formou parte da biosfera pela determinação do seu conteúdo de carbono 14 e o rastreamento da sua idade pela sua decadência radioactiva.

O carbono 14 é um isótopo natural do elemento carbono. E também chamado “radiocarbono” porque é instável e radioactivo relativo ao carbono 12 e ao carbono 13. Carbono consiste de 99% carbono 12, 1% carbono 13, e apenas cerca de uma parte em um milhão de milhões de carbonos 14.

Resultados de datação por carbono 14 são reportados em anos radiocarbono, e calibração é necessária para converter anos radiocarbono a anos civis.

Unidades de Medida, Meia-vida, e a Necessidade de Calibração

Medicoes de radiocarbono não calibradas são normalmente reportadas em anos BP, onde 0 (zero) BP é definida como AD 1950. BP significa “Antes do Presente” ou “Antes da Física” como alguns se referem a ele. Note-se que uma notação BP é também usada em outras técnicas de datação mas é definida de forma diferente, como no caso de datação por termoluminescência donde BP é definida como AD 1980.

E também digno de nota que a meia-vida usada em cálculos de datação por carbono é 5568 anos, o valor trabalhado pelo químico Willard Libby, e ano o valor mais preciso de 5730 anos, que é conhecido como a meia-vida Cambridge. Embora seja menos precisa, a meia-vida de Libby foi mantida para evitar inconsistências e erros quando se comparam resultados de testes carbono 14 que foram produzidos antes e depois que a meia-vida Cambridge foi derivada.

Medições de radiocarbono são baseadas na suposição de que a concentração de carbono 14 atmosférico se manteve constante como era em 1950 e que a meia-vida do carbono 14 é 5568 anos. Calibração dos resultados de radiocarbono é necessária para dar conta de mudanças na concentração atmosférica do carbono 14 ao longo do tempo. Estas mudanças foram provocadas por diversos factores incluindo, mas não limitado a, flutuações no momento geomagnético da terra, queima de combustíveis fósseis, e testes nucleares.

O método mais popular e frequente usado para calibração é por dendrocronologia.

Dendrocronologia e Datação por Carbono

A ciência da dendrocronologia é baseada no fenómeno de que as árvores crescem geralmente pela adição de anéis, daí o nome de datação por anéis de árvores. Dendrocronologistas datam eventos e variações no meio ambiente no passado analisando e comparando padrões de crescimento de anéis de árvores e madeira envelhecida. Eles podem determinar o ano civil exacto em que cada anel da árvore foi formado.

Descobertas dendrocronológicas desempenharam um importante papel nos primeiros dias da datação por radiocarbono. Anéis de árvores proporcionaram material necessário de idade verdadeiramente conhecida para verificar a exactidão do método de datação por carbono 14. Durante o final dos anos 1950, vários cientistas (em particular o holandês Hessel de Vries) foram capazes de confirmar a discrepância entre idades radiocarbono e idades civis através de resultados obtidos de datação por carbono de anéis de árvores. Os anéis de árvores foram datados por meio de dendrocronología.

Actualmente, anéis de árvores são ainda utilizados para calibrar determinações de radiocarbono. Bibliotecas de anéis de árvores de diferentes idades civis estão agora disponíveis para fornecer registros que remontam aos últimos 11,000 anos. As árvores que são usadas frequentemente como referencia são o pinheiro bristlecone (Pinus aristata) encontrado nos EUA e carvalho waterlogged (Quercus sp.) na Irelanda e Alemanha. Laboratórios da datação por radiocarbono têm sido conhecidos por usar dados de outras espécies de árvores.

Calibração por Radiocarbono Anéis de Árvores

Em princípio, a idade de uma amostra de certos carbonáceos pode ser facilmente determinada comparando seu conteúdo de radiocarbono a de um anel de árvore com uma idade civil conhecida. Se uma amostra tem a mesma proporção de radiocarbono que a do anel da árvore, é seguro concluir que eles são da mesma idade.

Na prática, calibração por anéis de árvores não é toa simples devido a muitos factores, o mais significante dos quais é que as medições individuais feitas nos anéis de árvores e na amostra tem precisão limitada, assim uma série de possíveis anos civis é obtido.

E, de fato, resultados de calibração são frequentemente dados como uma faixa etária em vez de um valor absoluto. Faixas etárias são calculadas tanto pelo método de intercepção ou o método de probabilidade, sendo que ambos precisam de uma curva de calibração.

Curvas de calibração

A primeira curva de calibração para datação por radiocarbono foi baseada em uma sequencia contínua de anéis de árvores que remonta a 8,000 anos. Esta sequencia de anéis de árvores, instituída por Wesley Ferguson nos anos 1960, ajudou Hans Suess a publicar a primeira curva de calibração útil. A curva de Suess, com base no pinheiro bristlecone, usou anéis de árvores para eixo de calendário.

Tem havido muitas curvas de calibração publicadas desde a curva de Suess, mas a sua proliferação trouxe mais problemas que soluções. Nos últimos anos, o uso de espectrómetros de aceleração de massa e a introdução de datação por carbono de alta precisão, também tem gerado curvas de calibracao. Uma curva de calibracao por radiocarbono de alta precisão pulicada por um laboratório em Belfast, Irlanda do Norte, usou dados de dendrocronología baseados no carvalho irlandês.

Hoje em dia, as curvas de calibração internacionalmente acordadas para o período que chega tão longe quanto 2500 BC, são aquelas produzidas por Gordon Pearson e Minze Stuiver. Não há nenhuma curva de calibração internacionalmente acordada para o período após 1950, mas uma grande quantidade de dados sobre a concentração atmosférica de radiocarbono está disponível.

Uma curva típica de calibração carbono 14 teria uma agenda ou calendário dendro no eixo-x (anos civis) e anos radiocarbono refletidos no eixo-y.

Convenções de calibração

O uso de cal BC, cal AD, ou até cal BP é a convenção recomendada para citar resultados dendrocronologicamente calibrados por datação radiocarbono. Resultados de datação por radiocarbono devem ser claras, por tanto eles não devem ser relatados simplesmente como BC, AD, ou BP. Cal BC e cal AD correspondem exactamente aos anos históricos normais BC e AD, enquanto que cal BP refere-se ao número de anos antes de 1950.

Resultados de Datação por Radiocarbono

Resultados de datação de carbono devem incluir os resultados não calibrados, a curva de calibração usada, o método de calibração empregado, e as correcções feitas aos resultados originais antes da calibração. O nível de confiança correspondente a intervalos calibrados também deve ser incluído