A história de hoje será sobre a metodologia da ciência, em particular sobre como podemos determinar a idade das descobertas arqueológicas, quais métodos básicos são usados e quais princípios e processos físicos os sustentam.
A beleza dos métodos de datação científica é que eles são complementares e mutuamente verificáveis, ou seja, com a ajuda de um método, podemos verificar a correção de outro e vice-versa, fazendo alterações, se necessário. Além disso, esses "relógios" cobrem um enorme intervalo de tempo - cerca de 9 ordens de magnitude (na verdade mais, mas para fins históricos, relógios "rápidos" são inúteis, a escala do tempo evolutivo abrange sete ou oito ordens de magnitude).
Isso pode ser comparado com o trabalho de criminologistas falecidos, onde não há testemunhas diretas da "cena do crime" e que encontraram apenas seus rastros.

Há muitas coisas na ciência que são inacessíveis à observação direta. Essa é uma das razões da desconfiança e resistência à ciência no nível "cotidiano". Hoje, apesar de toda a crescente lacuna no conhecimento entre os "cientistas" e "pessoas comuns", é necessário um esforço considerável para as pessoas não a impressão de um la"Esses próprios cientistas não podem explicar nada, porque usam os dados dos mesmos cientistas que tiraram esses dados do teto". Infelizmente, essa é precisamente a opinião que existe fora do escopo da ciência, em particular entre os muitos "refutadores" da história - em algum lugar da cozinha ou da garagem. É claro que as dúvidas na ciência são úteis, porque qualquer teoria que afirme ser científica deve ser fundamentalmente falsificada. O problema é que, para pôr em dúvida os métodos descritos abaixo, é necessário falsificar fatos da biologia, física, geologia, arqueologia, história e química.
Todos os relógios podem ser condicionalmente divididos em duas categorias - contagem (por exemplo, oscilações de um pêndulo ou cristal de quartzo em um relógio doméstico) - ou medição (por exemplo, o fluxo de tempo de qualquer processo não cíclico). E essas e outras horas em alguns momentos (felizmente, necessários para nós) podem "zero" ou parar, corrigindo eventos. Vamos começar com as horas mais rápidas.

Dendrocronologia.

Na escala em que precisamos, por exemplo, histórico, os relógios de contagem usados na dendrocronologia são muito convenientes - esses são anéis anuais de árvores. Por exemplo, eles podem ser usados para determinar em que ano uma árvore foi cortada, usada para construir uma casa ou um culto há vários séculos (de fato, há uma escala dendrocronológica contínua de cerca de 11.500 anos).
Como esse método funciona? Muitas pessoas sabem que, para determinar a idade de uma árvore derrubada recentemente, é necessário contar os anéis em seu tronco, considerando o anel atual como o anel externo. Os anéis refletem mudanças na taxa de crescimento em diferentes estações do ano - no verão ou inverno, na estação seca e na estação chuvosa, e são especialmente pronunciadas em altas latitudes, onde há uma forte diferença entre as estações. Ao mesmo tempo, para determinar a idade, não é necessário cortar uma árvore. Você pode fazer um furo no meio da árvore e remover a amostra. Mas uma contagem simples de anéis não mostrará em que século o tronco de sua casa ou o mastro de seu navio estavam vivos. Se você precisar datar madeira morta há muito tempo, precisará observar um padrão característico de anéis. Assim como a presença de anéis significa ciclos anuais, alguns anos são piores que outros, porque o clima muda a cada ano:a seca diminuirá a taxa de crescimento e um ano chuvoso a acelerará; há anos frios e quentes, e até os anos de El Nino ou as erupções de Krakatoa. Anos com más condições climáticas para a madeira produzem anéis mais estreitos que os bons. E o padrão de anéis estreitos e largos em uma região específica, criado por uma sequência específica de anos diferentes, é uma “impressão” característica que marca com precisão os anos de formação desses anéis, reconhecíveis de árvore em árvore. Além disso, você sempre pode tirar uma amostra do material do anel desejado para datação por radiocarbono (mais sobre isso abaixo).criada por uma sequência específica de anos diferentes, é uma “impressão” característica que marca com precisão os anos de formação desses anéis, reconhecíveis de árvore em árvore. Além disso, você sempre pode tirar uma amostra do material do anel desejado para datação por radiocarbono (mais sobre isso abaixo).criada por uma sequência específica de anos diferentes, é uma “impressão” característica que marca com precisão os anos de formação desses anéis, reconhecíveis de árvore em árvore. Além disso, você sempre pode tirar uma amostra do material do anel desejado para datação por radiocarbono (mais sobre isso abaixo).
Tudo isso, é claro, é bom, mas as raras árvores vivas estavam vivas no tempo de Pedro, o Grande, sem mencionar a Idade do Bronze ou antes. Existem árvores que vivem por milênios, mas a maioria delas é cortada quando não tem nem cem anos de idade. Como é criada uma coleção de referências de anéis para os tempos mais antigos? Eu acho que você já adivinhou.

Sobreposição. A corda pode ter cem metros de comprimento, mas as fibras individuais são muito mais curtas. Para usar o princípio de sobreposição, use padrões de referência de padrões cuja data pode ser definida em árvores modernas.
Então você procura um padrão de anéis antigos de árvores modernas e determina a correspondência do padrão entre os anéis mais jovens de longas árvores mortas. Então você identifica o padrão dos anéis antigos dessas longas árvores mortas e procura o mesmo padrão nos anéis jovens de árvores ainda mais velhas, etc. Na prática, esse método é usado apenas em períodos arqueológicos, na escala de vários milhares de anos.
A propósito, este não é o único sistema que promete precisão de até um ano. Camadas sedimentares são depositadas em lagos glaciais. Como os anéis anuais, eles variam sazonalmente e teoricamente, o mesmo princípio pode ser usado aqui, com o mesmo grau de precisão. Os corais também têm anéis de crescimento, assim como as árvores. Eles foram usados para determinar as datas dos terremotos antigos. A maioria dos outros sistemas de datação disponíveis para nós, incluindo todos os métodos de radioisótopos, são precisos apenas dentro da margem de erro, que é proporcional à escala do tempo medido.

Radioisótopos.

Para aqueles que esqueceram a física com sucesso, primeiro vou lhe contar informações básicas sobre a estrutura da matéria e o que são os radioisótopos, porque aqui estamos lidando com processos físicos.
Toda matéria consiste em elementos que interagem quimicamente com outros elementos. Na natureza, existem 92 elementos menos tecnécio, um pouco mais se contarmos elementos sintetizados artificialmente. A teoria atômica da estrutura da matéria, que eu acho que até os criacionistas aceitam, nos diz que os elementos consistem em átomos característicos, que são as menores partículas nas quais um elemento pode ser dividido, para que não deixe de ser esse elemento. Como é um átomo como nitrogênio, cobre ou carbono? ~~Em uma onda parada.~~Você só pode usar modelos para ajudar a visualizar o átomo. Todos nos lembramos da escola o modelo planetário do átomo proposto por Niels Bohr. Hoje está desatualizado, mas como modelo é adequado para nossos propósitos. O papel do "Sol" é desempenhado pelo núcleo, e os elétrons giram em torno dele, desempenhando o papel dos planetas. Como no sistema solar, quase toda a massa do átomo está contida no núcleo ("Sol"), e quase todo o volume é ocupado pelo espaço vazio que separa os elétrons ("planetas") do núcleo. Os elétrons são desprezíveis em comparação com o núcleo, e o espaço entre eles e o núcleo é enorme em comparação com o tamanho de ambos.

O átomo consiste em três tipos de partículas, pelo menos no modelo de Bohr. Já estamos familiarizados com elétrons. Duas outras partículas, muito maiores, são chamadas de prótons e nêutrons, e estão no núcleo e seu tamanho é quase o mesmo. O número de prótons é constante para qualquer elemento em particular e é igual ao número de elétrons. Esse número é chamado de número atômico e é escrito no índice inferior, próximo ao nome do elemento. Essa é uma característica única do elemento, e não há lacunas na lista de números atômicos do famoso sistema periódico [Mendeleev]. Cada número corresponde exatamente a um e apenas um elemento. O número atômico 1 é hidrogênio, 2 é hélio, 3 é lítio e assim por diante, até 92 para o urânio.
Prótons e elétrons carregam uma carga elétrica do sinal oposto. Chamamos um deles de positivo e outro de negativo, de acordo com um acordo arbitrário. Essas cargas são importantes na formação de ligações químicas de elementos entre si, principalmente através da interação de elétrons. Nêutrons em um átomo estão conectados no núcleo com prótons e não têm carga, e eles não participam de reações químicas. Nêutrons, prótons e elétrons em qualquer elemento são exatamente os mesmos que em qualquer outro. Não existe um próton de oxigênio, um elétron de potássio ou um nêutron de cobre. Próton - está em toda parte um próton, mas o que faz um átomo de cobre ser cobre é ter exatamente 29 prótons (e 29 elétrons) nele. O que pensamos em termos cotidianos como cobre é uma questão de química. Química é a dança dos elétrons. Toda a sua essência está na interação dos átomos através de seus elétrons.As ligações químicas são facilmente destruídas e recriadas, porque apenas elétrons são separados ou trocados em reações químicas. As forças de atração dentro dos núcleos atômicos são muito mais poderosas. É por isso que a "fissão do átomo" parece tão ameaçadora, mas pode ocorrer em reações "nucleares" (ao contrário de químicas), e o relógio radioativo é baseado nelas.
Os elétrons têm uma massa insignificante; portanto, a massa total de um átomo, sua "massa atômica", é igual ao número total de prótons e nêutrons. Por via de regra, é um pouco mais que o dobro do número atômico, porque geralmente no núcleo, via de regra, há mais nêutrons do que prótons. A massa atômica é escrita pelo sobrescrito próximo à designação do elemento na tabela periódica. Ao contrário do número de prótons, o número de nêutrons em um átomo não é uma característica exclusiva de um elemento. Os átomos de qualquer elemento em particular podem estar em diferentes "versões" chamadas isótopos, diferindo no número de nêutrons, mas sempre com o mesmo número de prótons. Alguns elementos, como o flúor, têm apenas um isótopo que ocorre naturalmente. O número atômico de flúor é 9 e sua massa atômica é 19, a partir da qual fica claro que possui 9 prótons e 10 nêutrons.Outros elementos têm vários isótopos. O chumbo possui cinco isótopos comuns. Eles têm o mesmo número de prótons (e elétrons) - 82, que é o número atômico de chumbo, mas com massas atômicas diferentes - de 202 a 208. O carbono tem três isótopos encontrados na natureza. O carbono-12 é o carbono comum com o mesmo número de nêutrons e prótons - 6. Há também o carbono -13, que tem vida curta demais para nossos propósitos, e o carbono -14, que é raro, mas não o suficiente para ser útil na datação de amostras orgânicas.O carbono-12 é o carbono comum com o mesmo número de nêutrons e prótons - 6. Há também o carbono -13, que tem vida curta demais para nossos propósitos, e o carbono -14, que é raro, mas não o suficiente para ser útil na datação de amostras orgânicas.O carbono-12 é o carbono comum com o mesmo número de nêutrons e prótons - 6. Há também o carbono -13, que tem vida curta demais para nossos propósitos, e o carbono -14, que é raro, mas não o suficiente para ser útil para datar amostras orgânicas.
O próximo fato teórico importante é que nem todos os isótopos são estáveis. O chumbo-202 é um isótopo instável e os chumbo-204, -206, -207 e -208 são estáveis. "Instável" significa que os átomos decaem espontaneamente em outra coisa, a uma velocidade previsível, embora em momentos imprevisíveis. A previsibilidade da taxa de decaimento é a chave para todos os relógios radiométricos. Um sinônimo para a palavra "instável" é "radioativo". Existem vários tipos de decaimento radioativo, adequados como relógios nos quais os nêutrons participam. Em uma forma (β ^--decay) um nêutron se transforma em um próton. Isso significa que a massa atômica permanece a mesma (os prótons e nêutrons têm a mesma massa) e o número atômico aumenta em um, de modo que o átomo se torna um elemento diferente, uma célula à direita no sistema periódico. Por exemplo, o césio-55 se transforma em bário-56. Com outra forma de decaimento radioativo (β ⁺ decaimento), pelo contrário, o próton se transforma em nêutron. A massa atômica permanece a mesma novamente, mas desta vez o número atômico diminui em um, e o átomo se torna o próximo elemento à esquerda do sistema periódico. O terceiro tipo de decaimento radioativo ( captura de elétrons) tem o mesmo resultado. Um próton é capaz de capturar um dos elétrons na concha de seu átomo e se transformar em um nêutron (emitindo um neutrino). Novamente, não há alterações na massa atômica, o número atômico diminui em um e o átomo se transforma no próximo elemento à esquerda do sistema periódico. Há também um tipo mais complexo de deterioração, no qualum átomo emite a chamada partícula alfa. Consiste em dois nêutrons e dois prótons "colados" juntos (ou o núcleo de um átomo de hélio sem elétrons). Isso significa que a massa atômica diminui em quatro e o número atômico diminui em dois. Um átomo se transforma nesse elemento, que é duas células à esquerda da tabela periódica. Um exemplo de decaimento alfa é a conversão de um isótopo muito radioativo de urânio-238 (com 92 prótons e 146 nêutrons) em tório-234 (com 90 prótons e 144 nêutrons).
Agora ao ponto. Cada isótopo instável decai a uma taxa precisamente conhecida, para cada isótopo próprio. Em todos os casos, a deterioração é exponencial. A medida geralmente aceita da taxa de decaimento é a "meia-vida". Este é o tempo necessário para decompor metade de seus átomos. A meia-vida é a mesma e não depende de quantos átomos já se deterioraram. Por exemplo, a meia-vida (T½) do carbono-14 é 5730 ± 40 anos. Em 2010, a idade máxima da amostra, que pode ser determinada com precisão pelo método de radiocarbono, é de cerca de 60.000 anos, ou seja, cerca de 10 meias-vidas de ¹⁴ C. Durante esse tempo, o teor de ¹⁴ C diminui cerca de 1000 vezes (cerca de 1 decaimento por hora por grama de carbono) e teremos que voltar para um relógio mais lento.

Método do Argônio de Potássio

O isótopo freqüentemente usado em uma escala de tempo evolutiva é o potássio-40, com meia-vida de 1,26 bilhão de anos, e será usado como exemplo para explicar toda a idéia de um relógio radioativo. Esse "relógio" é chamado de potássio-argônio, pois o argônio-40 (é por célula à esquerda do sistema periódico) é um dos elementos nos quais o potássio-40 decai (o outro, como resultado de outro tipo de decaimento radioativo) é o cálcio-40, localizado no unidade à direita da tabela periódica). Se você começar com uma certa quantidade de potássio-40, depois de 1260 milhões de anos, metade do potássio-40 decairá em argônio-40. Isso é chamado de meia-vida. Em outros 1,26 bilhão de anos, metade do que resta (1/4 do original) e assim por diante decairá. Durante um período inferior a 1,26 bilhões de anos,uma quantidade menor de potássio inicial se decompõe de acordo. Suponha que tenhamos potássio-40 em um sistema fechado, sem argônio-40. Após várias centenas de milhões de anos, o cientista encontra esse espaço confinado e mede as proporções relativas de potássio-40 e argônio-40. A partir dessa fração, independentemente das quantidades absolutas, conhecendo a meia-vida do potássio-40 e assumindo que não havia argônio a princípio, podemos estimar o tempo decorrido desde o início do processo, ou seja, a partir do momento em que o relógio foi "zerado". Observe que devemos conhecer a proporção dos isótopos pai (potássio-40) e filha (argônio-40). Além disso, como mencionado anteriormente, é necessário que nosso relógio seja zerado.Após várias centenas de milhões de anos, o cientista encontra esse espaço confinado e mede as proporções relativas de potássio-40 e argônio-40. A partir dessa fração, independentemente das quantidades absolutas, conhecendo a meia-vida do potássio-40 e assumindo que não havia argônio a princípio, podemos estimar o tempo decorrido desde o início do processo, ou seja, a partir do momento em que o relógio foi "zerado". Observe que devemos conhecer a proporção dos isótopos pai (potássio-40) e filha (argônio-40). Além disso, como mencionado anteriormente, é necessário que nosso relógio seja zerado.Após várias centenas de milhões de anos, o cientista encontra esse espaço confinado e mede as proporções relativas de potássio-40 e argônio-40. A partir dessa fração, independentemente das quantidades absolutas, conhecendo a meia-vida do potássio-40 e assumindo que não havia argônio a princípio, podemos estimar o tempo decorrido desde o início do processo, ou seja, a partir do momento em que o relógio foi "zerado". Observe que devemos conhecer a proporção dos isótopos pai (potássio-40) e filha (argônio-40). Além disso, como mencionado anteriormente, é necessário que nosso relógio seja zerado.você pode estimar o tempo decorrido desde o início do processo, ou seja, a partir do momento em que o relógio foi "zerado". Observe que devemos conhecer a proporção dos isótopos pai (potássio-40) e filha (argônio-40). Além disso, como mencionado anteriormente, é necessário que nosso relógio seja zerado.você pode estimar o tempo decorrido desde o início do processo, ou seja, a partir do momento em que o relógio foi "zerado". Observe que devemos conhecer a proporção dos isótopos pai (potássio-40) e filha (argônio-40). Além disso, como mencionado anteriormente, é necessário que nosso relógio seja zerado.
Mas o que se entende por "zerar"? O processo de cristalização.
Como todos os relógios radioativos usados pelos geólogos, a contagem de tempo de potássio e argônio funciona apenas para as chamadas rochas ígneas. Rochas ígneas solidificam a partir de rochas derretidas - magma subterrâneo no caso de granito, lava de vulcões no caso de basalto. Quando uma rocha solidifica, cristaliza e forma granito ou basalto. Normalmente, esses cristais pequenos e transparentes, como o quartzo, são pequenos demais para parecerem a olho nu. Alguns deles, como feldspatos e mica, contêm átomos de potássio. Entre eles estão os átomos do isótopo radioativo potássio-40. Quando um cristal se forma no momento da solidificação do magma (o sistema “ fecha ””), O potássio-40 está presente, mas não há argônio (pressupõe-se que as bolhas desse gás, se houver, tenham subido à superfície da lava líquida e misturadas ao ar atmosférico). O relógio é "zerado" no sentido de que não há átomos de argônio no cristal. Após milhões de anos, o potássio-40 decai lentamente e, um após o outro, os átomos de argônio-40 substituem os átomos de potássio-40 no cristal e permanecem nele como uma armadilha. A quantidade cumulativa de argônio-40 é uma medida do tempo decorrido desde a cristalização. Mas esse valor só faz sentido quando expresso como a proporção de potássio-40 para argônio-40. Quando o relógio foi reiniciado, a proporção era de 100% a favor do potássio-40. Em 1,26 bilhão de anos, a proporção será de 50 para 50. Após outros 1260 milhões de anos, metade do potássio-40 restante se transformará em argônio-40, e assim por diante.Proporções intermediárias mostram tempos intermediários a partir de quando o relógio de cristal foi zerado. Assim, medindo a proporçãoHoje, ⁴⁰ K / ⁴⁰ Ar em um pedaço de rocha ígnea, pode-se dizer quando a rocha cristalizou. As rochas ígneas, por via de regra, contêm muitos isótopos diferentes, e não apenas o potássio-40. O ponto positivo é que as rochas ígneas desta peça endurecem ao mesmo tempo, reiniciando todas as horas, o que é muito conveniente para o namoro. No entanto, durante a cristalização do mineral, pode ocorrer captura de argônio a partir do exterior. Como distinguir esse argônio do que se formou mais tarde durante a decadência do isótopo ⁴⁰ K? Pode-se supor que o argônio capturado tenha a mesma razão isotópica de ⁴⁰ Ar / ³⁶ Ar da atmosfera moderna. Medindo a quantidade de ³⁶Ar, você pode calcular a quantidade de argônio radiogênico “puro” ⁴⁰ Ar.
No entanto, há um problema. Fósseis são extremamente raros em rochas ígneas. Eles se formam em rochas sedimentares, como calcário e arenito, que não são lava solidificada. Eles são encontrados em camadas de lama, lodo ou areia, gradualmente depositadas no fundo do mar, lago ou rio. A areia ou o lodo condensa por muitos séculos e endurece como pedra. Os restos que caíram em rochas sedimentares têm uma chance de fossilizar (sobreviver como fóssil). Embora apenas uma pequena fração dos cadáveres se tornem fósseis, as rochas sedimentares são as únicas que contêm fósseis que merecem ser discutidos.
Infelizmente, essas rochas não podem ser datadas usando radioatividade. É provável que as partículas individuais de lodo ou areia que compõem rochas sedimentares contenham ⁴⁰ K e outros isótopos radioativos, mas, infelizmente, este relógio é inútil porque não é redefinido adequadamente ou redefinido em momentos diferentes. Cada grão de areia tem um relógio zerado ao mesmo tempo, provavelmente muito antes da formação dessas rochas e do enterro de minerais que estamos tentando datar. Então, em termos de tempo, as rochas sedimentares são uma bagunça contínua. O melhor que podemos fazer, e é um bom "melhor", é usar a idade das rochas vulcânicas que estão próximas ou embutidas em rochas sedimentares.
Namorar um fóssil literalmente não requer encontrá-lo pressionado entre duas placas de rochas ígneas, embora essa seja uma ótima maneira de ilustrar o princípio. De fato, um método mais sofisticado é usado. Camadas reconhecíveis de rochas sedimentares são encontradas em todo o mundo. Muito antes da descoberta da datação radioativa, essas camadas foram identificadas e nomeadas: cambriano, ordoviciano, devoniano, jurássico, cretáceo, eoceno, oligoceno, mioceno. Os depósitos devonianos são reconhecidos como devonianos, não apenas em Devon (o condado no sudoeste da Inglaterra, que lhes deu seu nome), mas também em outras regiões. Eles são claramente semelhantes entre si e contêm os mesmos tipos de fósseis. Os geólogos estão cientes da ordem em que esses depósitos foram depositados. Antes do advento do relógio radioativo, simplesmente não sabíamos quando eles se formaram.Poderíamos organizá-los em ordem, porque, obviamente, os depósitos mais antigos tendem a ficar abaixo dos depósitos mais jovens. Os depósitos devonianos, por exemplo, são mais antigos que os depósitos do período carbonífero (assim denominado porque o carvão é freqüentemente encontrado nessa camada), e sabemos disso porque nas partes do mundo em que essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.obviamente, sedimentos mais antigos tendem a ficar abaixo dos sedimentos mais jovens. Os depósitos devonianos, por exemplo, são mais antigos que os depósitos do período carbonífero (assim denominado porque o carvão é frequentemente encontrado nessa camada), e sabemos disso porque nas partes do mundo em que essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.obviamente, sedimentos mais antigos tendem a ficar abaixo dos sedimentos mais jovens. Os depósitos devonianos, por exemplo, são mais antigos que os depósitos do período carbonífero (assim denominado porque o carvão é frequentemente encontrado nessa camada), e sabemos disso porque nas partes do mundo em que essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.Os depósitos devonianos, por exemplo, são mais antigos que os depósitos do período carbonífero (assim denominado porque o carvão é freqüentemente encontrado nessa camada), e sabemos disso porque nas partes do mundo em que essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.Os depósitos devonianos, por exemplo, são mais antigos que os depósitos do período carbonífero (assim denominado porque o carvão é freqüentemente encontrado nessa camada), e sabemos disso porque nas partes do mundo em que essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.porque naquelas partes do mundo onde essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o Carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.porque naquelas partes do mundo onde essas duas camadas se encontram em um só lugar, a camada devoniana fica sob o Carbonífero (exceções são encontradas em lugares onde podemos dizer, com base em outras evidências, que as rochas foram inclinadas ou mesmo viradas de cabeça para baixo). Raramente acontece que um conjunto completo de camadas seja encontrado - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.para que seja encontrado um conjunto completo de camadas - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.para que seja encontrado um conjunto completo de camadas - do cambriano em sua parte inferior às modernas no topo. Mas como as camadas são tão reconhecíveis, suas idades relativas podem ser determinadas construindo uma após a outra e montando-as como um quebra-cabeça em todo o mundo.

Vamos voltar a namorar. Como a ordem relativa das camadas sedimentares nomeadas é bem conhecida e a mesma ordem é encontrada em todo o mundo, você pode usar rochas ígneas que se encontram acima ou abaixo das camadas sedimentares, ou que estão embutidas nelas, para datar as camadas sedimentares nomeadas e, portanto, fósseis dentro deles. Não precisamos procurar rochas ígneas nas proximidades de um fóssil específico para datá-lo. Podemos dizer que nossos fósseis pertencem, digamos, ao final do período devoniano, de acordo com sua posição entre as camadas. E sabemos pela datação radioativa de rochas ígneas descobertas em conexão com as camadas devonianas em todo o mundo que o período devoniano terminou cerca de 360 milhões de anos atrás.
Os relógios de potássio e argônio são apenas um dos muitos disponíveis para geólogos que usam o mesmo princípio em diferentes escalas de tempo. Relógios mais rápidos, como o carbono 14, funcionam de maneira ligeiramente diferente por um motivo interessante, a saber, seus suprimentos são constantemente reabastecidos. O papel do carbono-14 na datação é um pouco diferente do papel dos isótopos de vida mais longa. Em particular, o que significa "redefinir este relógio"?

Carbono

De todos os elementos químicos, esse parece ser o mais importante para a vida, sem o qual a vida em qualquer planeta é a mais difícil de imaginar, devido à sua notável capacidade de formar cadeias, anéis e outras estruturas moleculares complexas. É introduzido nas cadeias alimentares com a fotossíntese, um processo no qual plantas verdes (e algumas bactérias e animais) absorvem moléculas de dióxido de carbono da atmosfera e usam a energia da luz solar para combinar átomos de carbono com água e criar açúcares. Todo o carbono em todos os seres vivos provém, finalmente, através das plantas, do dióxido de carbono na atmosfera. E ele volta à atmosfera quando expiramos, quando exalamos e quando morremos.
A maior parte do carbono no dióxido de carbono atmosférico é carbono-12, que não é radioativo. No entanto, aproximadamente um átomo por trilhão é carbono radioativo-14. Decai com rapidez suficiente, com uma meia-vida de 5730 anos, como já mencionado, em nitrogênio-14. Para bioquímica de plantas, não há diferença entre os dois isótopos. Para as plantas, o carbono é apenas carbono. Assim, as plantas incorporam esses dois tipos de átomos de carbono em açúcares na mesma proporção em que estão presentes na atmosfera. Carbono na atmosfera (junto com a mesma proporção de átomos ¹⁴C) se espalha rapidamente (comparado à meia-vida) pela cadeia alimentar quando as plantas são comidas por herbívoros, herbívoros por predadores e assim por diante. Todos os seres vivos, sejam plantas ou animais, têm uma proporção aproximadamente igual de ¹⁴ C / ¹² C, que é a mesma proporção que na atmosfera.

Então, quando esse relógio é redefinido para zero? No momento em que um ser vivo, seja um animal ou uma planta, morre. Nesse momento, ele é cortado da cadeia alimentar e do influxo de ^{14 °} C frescos . Ao longo dos séculos, ^{14 °} C no cadáver, pedaço de madeira, parte do tecido ou outros orgânicos se decompõe constantemente em nitrogênio-14. Portanto, a razão de ¹⁴ C / ¹²C na amostra cai gradualmente abaixo da proporção padrão que os seres vivos compartilham com a atmosfera. No final, apenas ¹² C permanecerão , ou melhor, o conteúdo de ¹⁴ C será pequeno demais para ser medido. E a proporção de ¹⁴ C / ¹² C pode ser usada para calcular o tempo decorrido desde o dia da morte da criatura isolada da cadeia alimentar e sua troca com a atmosfera.

Isso é muito bom, mas só funciona porque há um reabastecimento contínuo de ^{14 °} C na atmosfera. Sem isso, um ¹⁴ C com meia-vida curta teria desaparecido há muito tempo da face da Terra, juntamente com todos os outros isótopos naturais de vida curta. ¹⁴C é especial porque é criado continuamente por raios cósmicos que bombardeiam átomos de nitrogênio na atmosfera superior.

O nitrogênio é o gás mais abundante na atmosfera e seu número atômico é 14, o mesmo que o carbono-14. A única diferença é que o carbono-14 possui 6 prótons e 8 nêutrons, enquanto o nitrogênio-14 possui 7 prótons e 7 nêutrons (lembre-se, os nêutrons têm quase a mesma massa que os prótons). Partículas de raios cósmicos são capazes, bombardeando um próton no núcleo de um átomo de nitrogênio, para transformá-lo em nêutron. Quando isso acontece, o átomo se torna carbono-14, que é uma célula à esquerda do nitrogênio no sistema periódico. A taxa dessa conversão é aproximadamente constante (dependendo das flutuações na atividade solar) e, portanto, a datação por radiocarbono funciona. Felizmente, temos uma exatacalibração de flutuações no fornecimento de ¹⁴ C para a atmosfera, e podemos corrigi-las para esclarecer nossos cálculos de idade. Lembre-se de que, aproximadamente na mesma faixa de tempo coberta pela datação por radiocarbono, existe um método alternativo para datação por madeira - dendrocronologia, absolutamente preciso por até um ano. Observando as idades datadas de radiocarbono de amostras de madeira cuja idade é determinada independentemente pela datação usando anéis de árvores, podemos calibrar esse erro flutuante na datação por carbono. Agora podemos usar essas medidas de calibração quando retornarmos a amostras orgânicas para as quais não temos dados sobre anéis de árvores (para a maioria).

A datação por radiocarbono é uma invenção relativamente recente e foi proposta por Willard Libby.em 1946 (Prêmio Nobel de Química, 1960). Nos primeiros anos, quantidades substanciais de material orgânico foram necessárias para esse procedimento. Somente na década de 1970, uma técnica chamada espectrometria de massa foi adaptada para datar, e agora apenas pequenas quantidades de matéria orgânica são necessárias. Este revolucionou o namoro arqueológico. O exemplo mais famoso é o Sudário de Turim. Como o rosto de um barbudo, humano (e, por algum motivo, por algum motivo em uma projeção cilíndrica), parece misteriosamente, foi impresso nesse notório pedaço de tecido, muitas pessoas esperavam que isso pudesse acontecer a partir da época de Jesus. Ela aparece pela primeira vez no registro histórico em meados do século XIV na França, e ninguém sabe onde ela estava antes. Ela está em Turim desde 1578 e no Vaticano desde 1983.Quando a espectrometria de massa tornou possível datar uma amostra minúscula da mortalha, em vez de uma peça significativa que antes era necessária, o Vaticano permitiu que uma pequena faixa fosse cortada. Foi dividido em três partes e enviado para três principais laboratórios de datação por radiocarbono no Arizona, Oxford e Zurique. Trabalhando de forma totalmente independente, sem comparar os registros, esses três laboratórios apresentaram seus relatórios na data em que morreu o linho do qual o tecido foi tecido. O laboratório do Arizona apontou para 1304, Oxford para 1200 e Zurique para 1274 dC. Todas essas datas estão erradas, compatíveis entre si e com a data de 1350, na qual a mortalha foi mencionada pela primeira vez na história. A datação do sudário permanece controversa, mas não por razões que põem em causa a própria técnica da datação por radiocarbono. Por exemploo carbono no sudário poderia ter sido trazido por um incêndio ocorrido em 1532. Este é um bom exemplo para ilustrar o método e o fato de que, diferentemente da dendrocronologia, ele não tem precisão de até um ano, apenas até um século.

Existem muitos relógios diferentes que podem ser usados e funcionam melhor em escalas de tempo diferentes, mas sobrepostas. Um relógio radioativo pode ser usado para avaliar independentemente a idade do mesmo pedaço de rocha, se você se lembrar de que todos os relógios foram zerados ao mesmo tempo em que esse pedaço de rocha cristalizou. Quando essas comparações foram feitas, relógios diferentes foram comparados entre si - dentro das margens de erro esperadas. Isso confere grande confiança à correção do relógio. Assim, calibrado e testado mutuamente em rochas conhecidas, este relógio pode ser aplicado com segurança a problemas interessantes de datação, como a idade da própria Terra. Atualmente criado por Claire Patterson em 1956, uma idade de 4,55 ± 0,05 bilhões de anos é uma estimativa para a qual convergem várias horas diferentes.

A história do estabelecimento da era da Terra

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Crítica

Assim, os adeptos da “história alternativa” podem dizer, por exemplo, que algo está errado com o relógio de potássio e argônio. E se a taxa de decaimento moderna e muito baixa de ⁴⁰ K agisse apenas após o dilúvio de Noé? Se antes a meia-vida de ⁴⁰ K era radicalmente diferente, e havia, por exemplo, vários séculos, e não 1,26 bilhão de anos? Uma reserva especial nessa declaração é impressionante. Por que as leis da física mudam dessa maneira, Ad Hoc- tão conveniente e tão grande? Parece ainda mais chamativo se você precisar fazer reservas especiais acordadas mutuamente para cada um dos relógios separadamente. Atualmente, todos os métodos aplicados são consistentes entre si na determinação da data de formação da Terra entre quatro e cinco bilhões de anos atrás. E baseiam-se no pressuposto de que a meia-vida é sempre a mesma, o que fixamos hoje, como as conhecidas leis da física determinam diretamente que sejam. Os negadores da história devem brincar com a meia-vida de todos os isótopos em suas várias proporções, para que todos concordem com a suposição de que a Terra foi formada há 6.000 anos. É isso que chamo de aviso especial. Alguns outros métodos nem sequer são mencionados aqui, por exemplo, “rastrear namoro”, o que também leva ao mesmo resultado.Deve-se levar em conta as enormes diferenças nas escalas de tempo de diferentes relógios, pensar no grau de tensão e na dificuldade de ajustar as leis da física, que seriam necessárias para forçar todos os relógios a serem consistentes entre si na faixa de várias ordens de magnitude que a Terra tem 6.000 anos e não 4,55 bilhões ! Dado que o único motivo para tal ajuste é o desejo de defender o mito da criação de um grupo privado de tribos da Idade do Bronze, não é de surpreender que a maioria das pessoas ignorantes o compre.que o único motivo para tais ajustes é o desejo de apoiar o mito da criação, que pertence a um grupo privado de tribos da Idade do Bronze, não é de surpreender que sejam principalmente pessoas ignorantes que o compram.que o único motivo para tais ajustes é o desejo de apoiar o mito da criação, que pertence a um grupo privado de tribos da Idade do Bronze, não é de surpreender que sejam principalmente pessoas ignorantes que o compram.

No entanto, sempre há erros. Orgânicos enterrados podem ser contaminados com carbono estranho, tanto “antigos” (com uma proporção baixa de ^{14 °} C) quanto “jovens”. Como resultado, surgem, respectivamente, "erros de envelhecimento" e "erros de rejuvenescimento". Além disso, a proporção de ^{14 °} C / ^{12 °} C na atmosfera não é constante. Por exemplo, a atividade econômica humana e, especialmente, os testes nucleares afetam fortemente esse valor. A taxa de formação de ¹⁴ C na atmosfera superior depende da intensidade da radiação cósmica e solar, e esses são valores variáveis. A proporção de ¹⁴ C / ¹² C depende da concentração total de CO ₂na atmosfera, cuja composição também está mudando. Todas essas flutuações naturais, no entanto, não são muito grandes e são levadas em consideração. Um problema realmente sério é apenas a possibilidade de contaminação da amostra com carbono estranho. Afinal, a precisão depende de "pessoas no campo" e do assistente de laboratório. É aqui que as pessoas tentam comprometer a ciência, dizendo: “Os cientistas determinaram a idade de uma ovelha viva aos 15.000 anos!”, Silencioso quanto à metodologia incorreta - uma amostra poderia ser retirada de um animal pastando perto da rodovia. E o carbono entrava nas plantas por escapamentos de carros, que, queimando derivados de petróleo, liberam carbono de organismos mortos há muito tempo.

Quanto ao "martelo mesozóico", "a cadeia de carvão duro", "trilobita esmagada pela bota" - ao avaliar o grau de confiabilidade dessas "notícias" por conta própria, lembre-se de que deve haver um link para um artigo que descreve em detalhes - onde, quando, por quem e em que circunstâncias a descoberta foi feita. É feito pelo próprio cientista? Deveria haver um contexto arqueológico: uma camada cujos objetos estavam próximos e assim por diante.
As informações obtidas por meio de uma cadeia de “testemunhos” são as informações mais imprecisas (embora às vezes sejam aceitas nos tribunais). Um exemplo típico de tal distorção de informação é o "telefone quebrado" do jogo infantil. Sem mencionar nossa percepção imperfeita e memória insegura.

Verifique o relógio

A imprecisão da maioria dos métodos da geocronologia absoluta não dá motivos para negar a validade do namoro na arqueologia, na paleontologia e na biologia evolutiva (como, por exemplo, os defensores do criacionismo, a “Nova Cronologia” de Fomenko e outros conceitos pseudocientíficos). A principal vantagem desses métodos é que existem muitos deles. E, na grande maioria dos casos, eles fornecem resultados semelhantes, os quais, além disso, são notavelmente consistentes com os dados da geocronologia relativa (a ordem da organização das camadas geológicas). Se não fosse assim, não haveria nada para conversar! É como nos cronômetros dos navios: se ele está sozinho, não há como determinar quando ele está mentindo; se houver dois deles, você já pode entender que um deles está mentindo, não está claro qual dos dois e se três ou mais, o tempo exato pode ser encontrado quase sempre.

Por esse motivo, na pesquisa científica, é habitual determinar a idade dos objetos usando vários métodos independentes. Se essa regra for violada, o resultado parecerá controverso para a maioria dos especialistas.

Finalmente, peço desculpas pelo estilo de apresentação um tanto "do capitão" - descobriu-se que ~~95% da população,~~ muitas pessoas não têm idéia sobre métodos de namoro. Sim, e foi útil entender esse tópico interessante.

Literatura

1. Richard Dawkins O show mais espetacular na Terra '
2. Site' Elements '
3. Bill Bryson' Uma Breve História de Tudo Quase "
4. Wikipedia

Tempo congelado. Abordagens científicas para namoro