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Datação por Carbono AMS de Conchas

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• Conchas não são fáceis da datar por radiocarbono; existem muitos factores que podem afetar a sua verdadeira idade.
• Conchas são compostas dos minerais aragonite e calcita.
• Compensação de idade é necessária em resultados de datação por radiocarbono de conchas devido a efeitos marinhos e a efeitos de água dura.
• Os contaminantes mais comuns de conchas são causados por troca isotópica e recristalização.
• Pré-tratamento de conchas para datação por radiocarbono envolve o isolamento de aragonite a través de métodos físicos e químicos.

Conchas são muitas vezes enviadas a laboratórios de acelerador de espectrometria de massa (AMS) para datação por radiocarbono. Uma grande proporção de materiais de conchas enviados a laboratórios AMS para datação por carbono 14 são conchas de moluscos.

Conchas não são fáceis de datação por radiocarbono, existem muitos fatores que contribuem para as incertezas nos resultados. O físico químico Americano Willard Libby, um pioneiro na tecnologia de datação por radiocarbono, previu que as conchas são o material menos efectivo para datação por radiocarbono.

Conchas podem ser categorizadas como marinhas, estuarinas ou ribeirinhas. Os analistas dos laboratórios AMS precisam saber o tipo de concha com que estão lidando com o fim de estabelecer os contaminantes potenciais e determinar os métodos para remove-los.

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Beta Analytic fornece datação por radiocarbono radiométrica e AMS de conchas e corais.
Tamanho de amostra necessário: 20-50 miligramas (AMS), 50 gramas (radiométrico);

Recipiente recomendado: Sacos Ziplock

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Componentes de uma Concha

Mariscos obtém carbono da biosfera para a construção da concha. De acordo com estudos científicos, mariscos obtém carbono orgânico de plantas marinhas ou terrestres e carbono inorgânico de bicarbonato de águas oceânicas, dióxido de carbono atmosférico ou bicarbonato de águas doces.

Conchas são formadas pela deposição de cristais de carbonato de cálcio para uma matriz orgânica, que é uma proteína chamada conchiolin. Esta proteína representa apenas uma pequena percentagem da concha, daí que a amostra necessária para a datação radiocarbónica é a porção inorgânica.

Embora inorgânico, o carbonato ainda é datável desde que a sua formação envolve a incorporação de carbono 14 da biosfera. O carbonato presente em conchas é usualmente sob a forma do mineral aragonite embora algumas conchas são misturas de calcita e aragonite enquanto que outras, como conchas de ostras, são principalmente calcita.

O uso do componente de carbonato da concha apresenta problemas, porque a sustância é solúvel e pode isotopicamente ou quimicamente intercambiar com o meio ambiente. Quando a concha intercambia carbono com ácidos do solo ao seu redor, o relação de carbono 14 da concha, e portanto sua idade radiocarbono, é alterada. Esta troca de carbono geralmente afecta o exterior da concha.

Recristalização, por outro lado, pode afectar até mesmo as camadas internas da concha. Este fenómeno, acompanhado da conversão de aragonite a calcita, também altera a relação de carbono 14. Recristalização ocorre geralmente quando a concha intercambia carbono com calcita moderna.

Efeito Reservatório em Conchas

Existem duas fontes de efeitos reservatórios relevantes para a datação por radiocarbono em conchas—o efeito marinho e o efeito de águas duras. Avaliação de compensação de idade deve ser realizada nos resultados de datação por radiocarbono em conchas devido a esses efeitos.

O efeito marinho é uma consequência da mistura lenta entre as águas superficiais e as águas profundas dos oceanos. A rápida troca de carbono entre a atmosfera e a biosfera através da via dióxido de carbono não é exactamente a mesma entre a atmosfera e os oceanos.

Equilíbrio entre o dióxido de carbono da atmosfera e águas de superfície é alcançado de forma relativamente rápida. Águas de superfície, entretanto, intercambiam dióxido de carbono com águas profundas numa proporção que é tão lenta, que o conteúdo de carbono 14 do dióxido de carbono entrante das águas de superfície e o dióxido de carbono de saída das águas profundas podem estar já em diferentes etapas de decomposição de radiocarbono. Estudos mostram que o tempo de residência do carbono 14 na atmosfera varia entre 6 anos e 10 anos, enquanto que o tempo de residência do carbono 14 nos oceanos pode demorar milhares de anos.

Ressurgência é outro fenómeno que dilui o conteúdo de radiocarbono das águas superficiais. Em certas partes do globo, a região equatorial em particular, as águas profundas sobem. Este fenómeno é dependente da latitude e ocorre como consequência dos ventos alísios. Forma litoral, clima local e vento, e topografia do fundo do oceano também contribuem para a ressurgência. A mistura lenta e a ressurgência das águas profundas significa que as águas de superfície dos oceanos já tem idade radiocarbono aparente em relação a atmosfera.

Conchas de água doce podem não ser afectadas pelo efeito marinho, mas são susceptível ao efeito água dura—a presença de íons de cálcio resultante da dissolução de carbonato de cálcio de idade infinita. A presencia de ions de cálcio coincide com a depleção de carbono 14, embora a magnitude do efeito água dura não é directamente correlacionado com a quantidade de ions de cálcio. O efeito água dura pode explicar discrepâncias de vários séculos nos resultados de datação por radiocarbono.

Efeito águas duras também pode afectar conchas marinhas depositadas em áreas donde há um fluxo de águas doces ricas em carbonato como na foz dos rios. Conchas terrestres, como concha de caracol, também são afectadas pelo efeito água dura em casos onde o organismo foi alimentando-se em áreas ricas em carbonato como terras calcárias.

Analistas de laboratórios AMS devem conhecer os efeitos de reservatório que podem afectar qualquer amostra de concha para que possam saber as compensações de idade necessárias. Laboratórios AMS quantificam os efeitos reservatórios marinhos e de água dura assumindo que não houve nenhuma mudança no conteúdo de radiocarbono e pela datação de conchas da mesma espécie e com idade conhecida, da mesma localidade, que hajam sido colectadas antes dos testes de armas nucleares dos anos 1950 e 1960 .

Contaminação em Conchas

O ambiente local de um organismo assimilando o carbono é um dos fatores a serem considerados antes de submeter a amostra ao acelerador espectrometria de massa de datação por radiocarbono. Analistas de laboratórios AMS devem conhecer os tipos de contaminantes aos quais as amostras de conchas poderiam ter sido expostas.

Qualquer substância contendo carbono que possa alterar o conteúdo de carbono 14 de uma amostra de concha ao entrar em contacto, é um contaminante. Isto significa que carbonato de cálcio, materiais húmicos do solo, e dióxido de carbono do solo são contaminantes potenciais. Os contaminantes mais comuns de amostras de conchas para datacao por radiocarbono são aqueles que são causados por troca isotópica e recristalização.

Laboratórios AMS realizam pré-tratamento antes da datação por carbono 14 para remover todos os possíveis contaminantes que levariam a resultados imprecisos.

Pré-tratamento das Conchas em Laboratórios AMS

Pré-tratamento de conchas antes de datação por carbono envolve a remoção de todos os contaminantes visíveis das conchas sem usar produtos químicos bem como redução do tamanho da amostra.

A camada externa da concha é removida com uma broca e papel carborundun para isolar aragonite—o analito para datação por radiocarbono AMS. Calcita que recristalizou, e portanto um contaminante, é branca e farinácea e facilmente removidas por perfuração.

Analistas de laboratórios AMS esmagam as amostras de conchas num morteiro e pisam com o pilão para aumentar a área de superfície antes de que mais pré-tratamentos sejam feitos.

Pré-tratamentos químicos empregados por laboratórios AMS envolvem lavado de conchas com ácido diluído, geralmente ácido clorídrico (HC1), para remover uma porção da parte exterior da concha e componentes calcita.