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Datação por Radiocarbono e Bomba de Carbono

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• Um dos pressupostos do método de datação por radiocarbono é que a concentração global de carbono 14 não mudou ao longo do tempo.
• Testes de armas nucleares aumentaram os níveis globais de radiocarbono.
• O efeito bomba refere-se a adição de radiocarbono “artificial” na atmosfera como resultado de testes de armas nucleares.
• Um padrão de referencia é usado agora para levar em conta a adição de radiocarbono artificial.
• Embora os testes de armamento nuclear foram proibidos, os efeitos bomba ainda existem.

O método de datação por radiocarbono é baseado em certas suposições sobre a concentração global de carbono 14 em um determinado momento. Uma hipótese é que os níveis globais de carbono 14 (também chamado radiocarbono) na atmosfera, não mudaram ao longo do tempo. A outra hipótese é o corolário da primeira; a biosfera tem a mesma concentração total de radiocarbono que a atmosfera devido ao equilíbrio.

A entrada de radiocarbono no ciclo global do carbono começa na atmosfera onde é formado pela interacção de neutrões produzidos por raios cósmicos com átomos de nitrogénio. O carbono 14 produzido reage com átomos de oxigénio na atmosfera para produzir dióxido de carbono. Este dióxido de carbono não é diferente daqueles produzidos por carbono 12 e carbono 13; daí, dióxido de carbono com carbono 14 tem o mesmo destino que aquele produzidos com isótopos de outros carbonos.

Misturas e trocas acontecem entre a atmosfera e a biosfera até o momento em que o equilíbrio é estabelecido. Datação por radiocarbono baseia-se fortemente sobre esta suposição de tal forma que outras fontes de carbono 14, em principio, ano foram consideradas nem contabilizadas.

Hoje em dia, cientistas de radiocarbono tiveram que realizar calibração não somente para converter os seus resultados de anos radiocarbono a anos civis, mas também para levar em conta os vários factores que tem efeitos importantes nos níveis globais de carbono 14, um dos quais é o teste de armas nucleares.

Actividades Humanas que Afectam os Níveis Globais de Carbono 14

Há duas actividades humanas reconhecidas por ter mudado irreparavelmente os níveis globais de radiocarbono—ta queima de combustíveis fósseis e o teste de armas nucleares.

Queima de grande quantidade de combustíveis fósseis como carvão, referido como o efeito Suess, reduziu significativamente a concentracao de radiocarbono do reservatório atmosférico de carbono. Em contraste, testes de armas nucleares na década de 1950 e 1960 dramaticamente aumentou o nível de carbono 14 na atmosfera. O fenomeno é frequentemente referido como o efeito bomba.

Qual é o Efeito Bomba?

O efeito bomba se refere ao fenómeno que produziu radiocarbono “artificial” na atmosfera devido a bombas nucleares.

Testes de armas nucleares provocaram uma relação simulada de produção atmosférica de carbono 14 em quantidades anormais. O enorme fluxo de neutrões térmicos produzido por bombas nucleares reagiu com átomos de nitrogénio presentes na atmosfera para formar carbono 14. O carbono 14 produzido é o que se conhece como carbono bomba ou radiocarbono artificial.

Segundo a literatura, testes de armas nucleares na década de 1950 e 1960 quase dobraram o conteúdo de carbono 14 atmosférico, medido em torno de 1965. O nível de carbono bomba estava cerca de 100% acima dos níveis normais entre 1963 e 1965. O nível de carbono bomba no hemisfério norte atingiu um pico em 1963, e no hemisfério sul por volta de 1965.

Implicações do Efeito Bomba na Datação por Radiocarbono

A mudança nos níveis globais de radiocarbono provocada pelas actividades humanas exigiu o uso de um padrão de referencia para datação de carbono 14. Datação por radiocarbono precisava de um material orgânico que não estivesse contaminado com carbono 14 da queima de combustíveis fósseis ou de testes de armas nucleares.

Acido oxálico armazenado pelo National Bureau of Standards dos EUA tem sido adoptado como padrão para datação por radiocarbono. Seu conteúdo de radiocarbono era teoricamente o mesmo que o de uma amostra de madeira que cresceu em AD 1950, o ponto zero da escala de tempo radiocarbono utilizada ao citar os resultados da datação por carbono.

Proibição de Testes de Armas Nucleares

Os Estados Unidos são reconhecidos como o primeiro país a ter testado uma arma nuclear. O primeiro teste de armas nucleares, de nome de código Trinity, ocorreu em Julho 16, 1945, em Alamogordo, New México, durante o Projecto Manhattan.

Além dos Estados Unidos, outros países que testaram armas nucleares são a ex-União Soviética, Franca, o Reino Unido, China, Índia, Paquistão, e Coreia do Norte. Mais de 2.000 explosões nucleares têm sido produzidas em mais de 12 locais diferentes em todo o mundo a partir do primeiro teste nuclear em 1945 até os testes pelo Paquistão em 1998.

Alguns países com armas nucleares assinaram o Tratado de Interdição Parcial de Ensaios, em 1963. O tratado proibiu os países de testar armas nucleares na atmosfera, debaixo d’ água ou no espaço exterior, mas não no subsolo. Muitos países continuaram os testes de armas nucleares no subsolo até os anos 1990.

Em 1996, muitos países assinaram o Tratado de “Comprehensive Nuclear-Test Ban”, incluindo os Estados Unidos, Franca, China, e o Reino Unido. O tratado proíbe testes de armas nucleares em todos os ambientes já seja para propósitos civis ou militares. Os Estados Unidos assinaram o tratado mas não o ratificaram.

Efeitos a Longo-Prazo para Níveis de Radiocarbono

Mesmo depois que os testes de armas nucleares foram proibidos o efeito bomba ainda permanece. Segunda a literatura, o excesso de carbono 14 produzido durante os testes de armas nucleares já diminuiu devido em parte ao ciclo de intercâmbio do carbono global. Pela década de 1990, os nível de carbono 14 é somente 20% superior que o nível teórico de 1950, medido pela actividade da norma de referencia do ácido oxálico.

Bomba de carbono é essencialmente uma injecção artificial de carbono 14. Cientistas de radiocarbono usaram este conhecimento para testar suas teorias sobre as taxas de mistura de carbono 14 através de diversos reservatórios de carbono. Eles descobriram que os anéis das árvores não trocam radiocarbono com anéis de outras árvores. Este fato tem apoiado o uso de dendrocronologia em datação por radiocarbono, particularmente na construção de curvas de calibração do radiocarbono.

Existem também outros estudos que monitoraram a presença de carbono bomba ou radiocarbono em geral.

O Geochemical Ocean Section Study analisaram amostras de águas de mar dos Oceanos Atlântico, Pacífico, Indico, e Mediterrâneo e mapearam a presença de carbono bomba. Os resultados dos estudos permitiram aos modeladores analisar o caminho do radiocarbono e seu intercâmbio e tempos de residência.

O World Ocean Circulation Experiment de 1990 to 2002 obteve medidas de radiocarbono de carbono inorgânico dissolvido.

Reidar Nydal e Knut Lovseth fizeram medições de radiocarbono em dióxido de carbono atmosférico dos hemisférios norte e sul desde 1962 até 1993.