Registro em lago japonês pode ajudar a datar extinção de neandertal
Sedimentos podem ajudar cientistas a definir idade de objetos antigos
Uma nova série de medições de radiocarbono do Lago Suigetsu, no Japão, dará aos cientistas uma referência mais precisa sobre a datação de materiais, especialmente para objetos mais antigos, informa a equipe de pesquisa, que inclui a Unidade de Acelerador de Radiocarbono da Universidade de Oxford. O trabalho pode ser usado para refinar as estimativas da idade de materiais orgânicos em milhares de anos. Com isso, os arqueólogos devem ser capazes de identificar com mais precisão a data de extinção dos neandertais ou da disseminação dos humanos modernos na Europa, por exemplo.
Um artigo publicado na edição desta quinta-feira da Science, da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS, na sigla em inglês), explica que os cientistas extraíram núcleos de camadas de sedimento preservadas, contendo material orgânico - como folhas de árvores e galhos fósseis - do fundo do lago, onde eles permaneceram por milhares de anos. As descobertas fornecem uma maneira mais precisa para examinar as idades radiocarbono para materiais orgânicos entre 11 mil e 53 mil anos. Além dos exemplos já citados, o estudo também pode ajudar os cientistas a compreenderem a cadeia de eventos que levaram ao avanço e recuo das placas de gelo durante o último período glacial.
No Lago Suigetsu, uma camada de algas finas e de cor clara chamadas diatomáceas cobre o chão a cada ano, seguida por uma camada de sedimentos escuros. O fundo do lago é quieto e sem oxigênio, o que significa que essas camadas permaneceram intactas por anos. Uma série de núcleos perfurados através dessas camadas fornece um registro preservado dos últimos 52,8 mil anos.
Além da Unidade de Acelerador de Radiocarbono de Oxford, que conta com o professor Christopher Ramsey, o aluno de doutorado Richard Staff e a química Fiona Brock, trabalharam no estudo outros laboratórios de radiocarbono na Escócia e na Holanda. A pesquisa é parte de uma equipe internacional maior, liderada pelo professor Takeshi Nakagawa, da Universidade de Newcastle. "Em suma, esta é uma realização de um sonho japonês de mais de 20 anos", afirmou Nakagawa.
O radiocarbono, ou C-14, é um isótopo radioativo do carbono que ocorre naturalmente e que se decompõe a uma taxa constante. Assim, os cientistas podem calcular a idade de um objeto com base em quanto radiocarbono ele contém em relação ao primo estável do carbono, C-12. O radiocarbono é produzido continuamente na atmosfera, sendo incorporado por todos os organismos vivos. No entanto, a complicação no cálculo é a quantidade inicial de radiocarbono no ambiente, absorvida pelos organismos enquanto eles crescem, que varia de ano para ano e entre diferentes partes do ciclo global do carbono.
O radiocarbono nos fósseis de folhas preservados nos sedimentos do Lago Suigetsu vem diretamente da atmosfera e, assim, não é afetado pelo processo que pode mudar os níveis de radiocarbono em sedimentos marinhos, por exemplo. Os núcleos no local fornecem, então, dados mais precisos, que não precisam ser corrigidos - o que agiliza o processo de datação.
Os núcleos são únicos: eles mostram camadas de sedimentos para cada ano, o que permite que os cientistas uma forma de contagem anual. Essas contagens são comparadas com mais de 800 datações de radiocarbono dos fósseis de folha preservados. O único outro registro direto de carbono atmosférico vem dos anéis das árvores, mas regride a apenas 12.593 anos atrás. No Lago Suigetsu, se estende a mais de 52,8 mil anos, aumentando o registro direto em mais de 40 mil anos.
"Na maioria dos casos, os níveis de radiocarbono deduzidos de registros marinhos e outros não têm dado muito errado. No entanto, ter um registro realmente terrestre dá uma melhor resolução e confiança neste modo de datação", disse Ramsey. "Também permite que nós olhemos para as diferenças entre a atmosfera e os oceanos e estudemos as implicações para nossa compreensão do ambiente marinho como parte do ciclo global do carbono", acrescenta.
Para construir um registro de radiocarbono do lago japonês, Ramsey e seus colegas mediram os níveis em fragmentos de plantas espaçadas ao longo do núcleo. A equipe também contou as camadas claras e escuras ao longo do período glacial para colocar as medições em uma linha de tempo. Muitas das camadas eram muito finas para serem distinguidas a olho nu, então os pesquisadores usaram um microscópio e um método chamado de fluorescência de raios-X, que identifica alterações químicas no núcleo.
Um registro da mudança ano após ano dos níveis de radiocarbono na atmosfera, como os encontrados no núcleo do sedimento, deve ser "ancorado" no tempo, atribuindo uma idade absoluta a uma parte dele. Os cientistas fizeram isso combinando os primeiros 12,2 mil anos de seus registros com dados de anéis de árvores, um registro bem estabelecido que começa no presente. A equipe também alinhou segmentos de seus dados com os de outros registros dos mesmos períodos de tempo e descobriu que, geralmente, eles se correspondiam.
"Esse registro não vai resultar em grandes revisões de datas, mas por exemplo, em arqueologia pré-histórica, haverá pequenas mudanças na cronologia na ordem de centenas de anos", disse Ramsey. "Essas mudanças podem ser bastante significativas quando você está tentando examinar respostas humanas a mudanças climáticas, que são geralmente datadas por outros métodos, como, por exemplo, através da contagem das camadas de gelo dos núcleos de gelo da Groelândia."
Geralmente, os pesquisadores usam um registro composto chamado IntCal para determinar as idades de objetos, baseados em suas medições de radiocarbono. Esse registro usa dados de múltiplas fontes, incluindo registros marinhos, estalagmites e estalactites e anéis de árvore. Espera-se que os dados do Suigetsu sejam incorporados ao IntCal.
