Contaminação de Amostras e Pré-tratamentos

  • Os contaminantes de amostras submetidas à datação por radiocarbono podem ser naturais ou artificiais.
  • Resultados imprecisos são obtidos se os contaminantes não forem removidos.
  • Os métodos de pré-tratamentos físicos removem os contaminantes sem o uso de produtos químicos.
  • O pré-tratamento químico geralmente inclui banhos ácidos e alcalinos para dissolver os contaminantes e preservar a porção desejada da amostra.

Um dos pressupostos básicos em datação por carbono 14 é que a amostra analisada sofreu apenas decomposição radioativa e quea mesma manteve-se inalterada por qualquer outro processo ao longo dos anos, desde que cessou a interação com a biosfera.

Esta suposição, no entanto, é raramente verdadeira. As amostras geológicas e os artefatos arqueológicos enviados aos laboratórios de datação por radiocarbono costumam ser encontrados embutidos ou enterrados com outros materiais que podem ter afetado o seu conteúdo de radiocarbono. Qualquer material que contenha carbono e que afete o conteúdo de carbono 14 de uma determinada amostra é, portanto, um contaminante.

Observação importante sobre os pré-tratamentos – É importante compreender os pré-tratamentos que serão feitos nas amostras, visto que os mesmos afetam diretamente o resultado final. Fique à vontade para entrar em contato conosco para discutir sobre os pré-tratamentos ou solicite que entremos em contato com você após os pré-tratamentos (e antes da datação).

Materiais como carvão, madeira, turfa e produtos têxteis costumam ser submetidos ao método de lavagem ácida-alcalina-ácida (AAA) antes da datação por radiocarbono. Leia mais sobre isto.

Materiais como sedimentos e diversos tipos de solo costumam ser submetidos a lavagens ácidas (sem alcali) antes da datação por radiocarbono. Leia mais sobre isto.

Materiais como conchas e outras espécies onde se requer a data do carbono inorgânico (carbonato) costumam ser submetidos ao condicionamento ácido antes do pré-tratamento. Leia mais sobre isto.

Fontes de Contaminação

radiocarbon lab pretreatment

A ocorrência de contaminação pode ser natural ou artificial. A contaminação natural diz respeito à introdução de contaminantes na amostra por matérias circundantes. Por exemplo, as amostras de ossos podem ser contaminadas pela presença de calcário ou ácidos orgânicos no solo (como os ácidos húmicos ou fúlvicos), onde os mesmos foram encontrados. Outro exemplo de contaminante natural é a penetração de raízes de plantas em madeira, carvão vegetal ou no solo.

A contaminação artificial refere-se à introdução de contaminantes pelo homem durante a coleta, conservação in situ ou embalagem das amostras. A rotulação das amostras de ossos com cola animal é um exemplo de contaminação artificial. Outros contaminantes que podem ser introduzidos durante a coleta e embalagem das amostras são os biocidas, produtos químicos de conservação, tais como o acetato de polivinila e polietileno glicol, as cinzas de cigarro, e as embalagens e rótulos feitos de papel.

Como os Contaminantes Afetam os Resultados da Datação por Radiocarbono?

As amostras contaminadas levam a resultados imprecisos. O efeito específico do contaminante em resultados de datação por radiocarbono depende do tipo de contaminante, do grau de contaminação e da idade relativa da amostra e do contaminante.

O calcário é de origem geológica e muito mais antigo do que qualquer amostra arqueológica. Por esse motivo, a presença de calcário durante a datação por carbono 14 faz com que a amostra pareça ser bem mais antiga do que realmente é.

Ácidos húmicos e fúlvicos estão naturalmente presentes no solo onde ocorre a degradação microbiana de plantas e animais. O efeito destes ácidos orgânicos na amostra, fazendo-a mais antiga ou recente, dependendo da idade de seu organismo original.

Quando raízes de plantas penetram na madeira, no carvão vegetal, solo ou ossos, o carbono moderno já está introduzido nas mesmas. Esta ocorrência pode fazer com que as amostras pareçam mais recentes do que realmente são.

O grau de contaminação afeta a magnitude da inexatidão dos resultados da datação por radiocarbono. Geralmente, a contaminação tipo idade infinita pode fazer com que uma amostra pareça ser consideravelmente mais antiga do que é, enquanto que a contaminação moderna faz o contrário.

Independentemente da metodologia de datação por carbono empregada, seja ela o método de datação radiométrica ou a espectrometria de massas com aceleradores (EMA), um processo deve ser seguido antes da análise para livrar a amostra de todos os possíveis contaminantes. Este processo é chamado de pré-tratamento.

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Amostras para Datação por Radiocarbono e seu Pré-tratamento

Os laboratórios de datação por radiocarbono recebem vários materiais para análise, mas nem todas as partes das amostras podem ser utilizadas. Deve-se notar que a datação por radiocarbono só é aplicável aos materiais que que faziam parte, em algum momento, de um organismo vivo. Ossos, conchas, madeira, carvão vegetal, turfa, linho, lãe pergaminho são materiais comumente submetidos às análises por radiocarbono. Metal e pedras não podem ser diretamente datados, a menos que tenham materiais orgânicos incorporados aos mesmos.

Não existe um método padrão de pré-tratamento aplicável a todas as amostras submetidas à datação por radiocarbono. O método de pré-tratamento empregado depende do tipo de amostra e dos possíveis contaminantes. Portanto, os laboratórios de datação por radiocarbono devem ser informados das condições ambientais da amostra e das técnicas de preservação utilizadas antes de fazer a análise por carbono 14.

Existem dois tipos de pré-tratamento que costumam ser aplicados às amostras antes da datação por radiocarbono – física e química.

Pré-tratamento Físico de Amostras para Datação por Radiocarbono

O pré-tratamento físico de amostras para datação por radiocarbono costuma ser feito através da remoção dos contaminantes sem o uso de produtos químicos, seguida da redução do tamanho da amostra.

O pré-tratamento físico costuma incluir a remoção de radículas que penetraram na amostra, utilizando-se pinças ou fórceps. Este é um método simples para a maioria das amostras enviadas aos laboratórios de datação por radiocarbono, com exceção das amostras de turfa seca, onde as radículas não podem ser facilmente distinguidas do resto da amostra.

Outro pré-tratamento físico feito em amostras submetidas à datação por radiocarbono é aquele que inclui a remoção de contaminantes através da raspagem das camadas exteriores da amostra, utilizando-se um equipamento adequado. Os bisturis cirúrgicos são utilizados para retirar contaminantes em carvão, enquanto que as brocas odontológicas são utilizadas em ossos grandes. Uma broca odontológica ou carborundum é utilizado no pré-tratamento da parte exterior de conchas.

Quando os contaminantes visíveis tiverem sido removidos, as amostras submetidas àdatação por radiocarbono passam a ser diminuidas de tamanho por um método adequado para aumentar a superfície antes que pré-tratamentos adicionais sejam feitos. Conchas, rochas e amostras ósseas são trituradas, utilizando-se um socador e pilão. O carvão vegetal costuma ser esmagado numa placa de Petri. As amostras de madeira são marteladas, talhadas ou transformadas em serragem em um moinho. Os técnicos de datação por radiocarbono tratam as amostras de solo peneirando-as em estado úmido. Apenas as partículas finas ou os macrofósseis são datados por radiocarbono.

Pré-tratamento Químico de Amostras para Datação por Radiocarbono

O pré-tratamento químico é feito em amostras submetidas à datação por carbono 14 para remover mais impurezas. Os laboratórios de datação por radiocarbono não seguem necessariamente os mesmos procedimentos ou usam as mesmas concentrações químicas durante o pré-tratamento porque os mesmos levam em conta a condição das amostras durante o envio. A maioria dos laboratórios, no entanto, usa os mesmos produtos químicos.

Métodos Comuns de Pré-tratamento Químico

Carvão vegetal, madeira, a maioria das turfas e os produtos têxteis costumam ser submetidos ao método ácido-alcalino-ácido (AAA) antes da datação por radiocarbono. Em algumas publicações, este método é chamado ácido-base-ácido (ABA). O pré-tratamento AAA inclui a lavagem das amostras com ácido clorídrico quente (HCl), seguida de uma lavagem com hidróxido de sódio (NaOH). Uma lavagem final com ácido HCIA é feita antes da secagem da amostra. Os laboratórios de datação por radiocarbono também aplicam o método AAA em madeira antiga ou amostras de madeira altamente contaminadas, o que é seguido da extração de celulose.

Também há casos em que os laboratórios de datação por carbono não empregam o método AAA, mas apenas as lavagens com ácidos. Isto é aplicável às amostras com componentes ricos em radiocarbono e que são solúveis em uma solução alcalina.

Os ossos são pré-tratados com HCl frio para extrair o colágeno, que é a porção necessária para a datação por radiocarbono. Isto é seguido de uma lavagem alcalina para assegurar a remoção dos ácidos orgânicos secundários. A lavagem alcalina não é feita quando a amostra não está bem preservada e há o risco de lavagens adicionais removerem todas as substâncias orgânicas.

No caso das amostras como conchas e outros materiais calcários, o condicionamento ácido é feito antes da datação por radiocarbono.