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Contaminação de Amostras e Pré-tratamento

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• Contaminantes de amostras para datação por radiocarbono podem ser naturais ou artificiais.
• Resultados imprecisos são obtidos se os contaminantes não são removidos.
• Métodos de pré-tratamentos físicos removem os contaminantes sem o uso de químicos.
• Pré-tratamento químico geralmente envolve lavagens ácidas e alcalinas para dissolver 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 radioactiva e que manteve-se inalterada por qualquer outro processo ao longo dos anos desde que cessou a interacção com a biosfera.

Esta suposição, no entanto, raramente é verdade. Os artefactos arqueológicos e amostras geológicas enviadas para laboratórios de datação por radiocarbono, são normalmente encontrados embutidos ou enterrados com outros materiais que podem haver afectado o seu conteúdo de radiocarbono. Qualquer material contendo carbono que afecte o conteúdo de carbono 14 de uma dada amostra é portanto, um contaminante.

Fontes de Contaminação

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

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

Como os Contaminantes Afectam os Resultados da Datação por Radiocarbono?

Amostras contaminadas, naturalmente, vão ter resultados imprecisos. O efeito específico do contaminante em resultados de datação por radiocarbono depende do tipo de contaminante, o grau de contaminação, e a idade relativa da amostra e do contaminante.

Calcário é de origem geológica e seria muito mais velho do que qualquer amostra arqueológica; daí, que a inclusão de calcário durante a datação por carbono 14 faria a amostra mais velha que a sua verdadeira idade.

Ácidos húmicos e fúlvicos estão naturalmente presentes no solo onde a degradação microbiana de plantas e animais ocorreu. O efeito destes ácidos orgânicos sobre a amostra, já seja que farão a amostra mais velha ou mais jovem, dependerá da idade do seu organismo original.

Quando raízes de plantas penetram madeira, carvão vegetal, solo ou ossos, carbono moderno já está introduzido a eles. Esta ocorrência pode fazer as amostras parecer mais jovens do que a sua verdadeira idade.

O grau de contaminação afecta a magnitude da inexactidão dos resultados da datação por radiocarbono. Em geral, contaminação tipo idade infinita, pode fazer uma amostra consideravelmente mais velha, enquanto a contaminação moderna pode fazer a amostra significativamente mais jovem que a sua verdadeira idade.

Independentemente da metodologia de datação por carbono empregada, seja o método de datação radiométrica ou por espectrometria acelerador de massa (AMS), um processo deve ser feito antes da análise para se livrar de todos os possíveis contaminantes. Este processo é chamado pré-tratamento.

Amostras para Datação por Radiocarbono e seu Pré-tratamento

Os laboratórios de datação por radiocarbono recebem vários materiais para análise mas não todas as partes das amostras podem ser usadas. Deve-se notar que a datação por radiocarbono só é aplicável a materiais que foram alguma vez parte de um organismo vivo. Ossos, conchas, madeira, carvão vegetal, turfa, linho, lã, e pergaminho são os materiais comuns submetidos a testes de radiocarbono. Metal e pedras não podem ser directamente datados a menos que tenham materiais orgânicos incorporados neles.

Não existe um método padrão para pré-tratamento aplicável a todas as amostras para datação por radiocarbono. O método de pré-tratamento empregado depende do tipo de amostra e dos possíveis contaminantes. Laboratórios de datação por radiocarbono, portanto, devem ser informados das condições ambientais e técnicas de preservação feitas na amostra antes da análise carbono 14.

Existem dois tipos de pré-tratamentos usualmente aplicados em amostras para 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 é geralmente feito através da remoção dos contaminantes sem o uso de químicos seguidos da redução do tamanho da amostra.

Pré-tratamento físico usualmente envolve a remoção de radículas que penetraram na amostra, usando pinças ou fórceps. Este é um método simples para a maioria das amostras enviadas para laboratórios de datação por radiocarbono, excepto para as amostras de turfa que foram secas, onde as radículas não podem ser facilmente distinguidas do resto da amostra.

Outro pré-tratamento físico feito em amostras para datação por radiocarbono envolve a remoção de contaminantes raspando as capas exteriores usando equipamento aplicável. Bisturis cirúrgicos são usados para raspar fora contaminantes em carvão, enquanto brocas odontológicas são usadas em ossos grandes. Uma broca dental ou um papel carborundum é usado no pré-tratamento em exteriores de conchas.

Quando os contaminantes foram removidos as amostras para datação por radiocarbono são então reduzidas em tamanho por um método aplicável para aumentar a superfície antes de pré-tratamento adicional. Conchas, rochas, e amostras ósseas são pulverizadas utilizando um morteiro e pilão. O carvão vegetal é usualmente esmagado numa placa de Petri. Amostras de madeira são marteladas, cinzeladas, ou transformadas em serragem num moinho. Pessoal da datação por radiocarbono trata as amostras de solo por peneiramento úmido de uma pasta; apenas as partículas finas são datadas.

Pré-tratamento Químico de Amostras para Datação por Radiocarbono

Pré-tratamento químico é feito em amostras para datação por carbono 14 para remover mais impurezas. Laboratórios de datação por radiocarbono não seguem necessariamente os mesmos procedimentos ou usam as mesmas concentrações químicas durante o pré-tratamento porque eles 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, turfa, sedimentos, e tecidos, tipicamente são submetidos ao método ácido-alcalino-ácido (AAA) antes de datação por radiocarbono. Em alguma literatura, este método é chamado ácido-base-ácido (ABA). O pré-tratamento AAA envolve lavar as amostras com ácido clorídrico quente (HCl) seguido de uma lavagem de cloreto de sódio (NaOH). A lavagem final de ácido HCIA é feita antes da secagem da amostra. Laboratórios de datação por radiocarbono também aplicam o método AAA na madeira velha ou em amostras de madeira altamente contaminadas seguida de extracção de celulose.

Há também casos em que os laboratórios de datação por carbono não empregam o método AAA, mas apenas lavagens ácidas. Isto é aplicável a amostras com componentes ricos em radiocarbono que são solúveis em uma solução alcalina.

Os ossos são pré-tratados com HCl frio para extrair colagénio, que é a porção necessária para datação por radiocarbono. Segue uma lavagem alcalina para assegurar a remoção de ácidos orgânicos secundários. A lavagem alcalina é ignorada quando a amostra não está bem preservada e lavagens adicionais removerão todas as substâncias orgânicas.

Para amostras como conchas e outros materiais calcários, gravação de ácido são feitos antes de datação por radiocarbono.