CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA NUCLEAR

Empresas Nucleares Brasileiras SA

UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DO RADIOCARBONO PARA DATAÇÃO ARQUEOLÓGICA

Yvon Chausson NUCLEBRÃS/CDTN-546

CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA NUCLEAR

CAIXA POSTAL, 1941 - 30.000 • SILO HORIZONTE • BRASIL

EMPRESAS NUCLEARES BRASILEIRAS S.A. - NUCLEBRÃS CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA NUCLEAR DEPARTAMENTO DE APOIO TÉCNICO

UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DO RADIOCARBONO PARA DATAÇÃO ARQUEOLÓGICA

Yvon Chausson NUCLEBRÃS/CDTN-546

Trabalho apresentado no I Congresso Geral de Energia Nuclear, Rio de Janeiro, 17-20 março de 1986.

Belo Horizonte 1986

UTILIZAÇÃO DA TÉCNICA DO RADIOCARBONO PARA DATAÇÃO ARQUEOLÓGICA

Yvon Chausson

Departamento de Apoio Técnico

NUCLEBRÁS/Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear Belo Horizonte - MG

Resumo

A técnica nuclear baseada na medida da radiação beta emitida pelo radiocarbono é aplicada na datação geocronolõgica de amostras or- gânicas de fogueiras pré-históricas e conchas de sambaqui.

São descritos a origem do método, a técnica usada e suas aplica- ções, os métodos de análise, os equipamentos e as experiências re£

lizadas. ' ~"

Abst ract

The nuclear technique based on the beta radiation measurements emitted by the radiocarbon is applied an the geochronologycal dating of organic samples of prehistoric fires and sambaqui shells.

This paper describes the origin of the method, the technique used

and its applications, the analvsis method, the equipments and the

experiences performed.

SUMARIO

1 INTRODUÇÃO 4 2 USO DA TÉCNICA DE DATAÇÃO 4 3 MÉTODO E EQUIPAMENTO 4 4 MÉTODO DE CALCULO 4 5 APLICAÇÃO DO MÉTODO 5 6 CONCLUSÃO 6 7 BIBLIOGRAFIA 6

1. INTRODUÇÃO

A datação pelo radiocarbono nasceu do trabalho do Físico ame- ricano W. F. Libby, na década de 40, que verificou ser possível o uso da técnica nuclear a serviço da arqueologia [ 1 ] .

Toda matéria viva contém carbono proveniente do gás carbônico atmosférico. Uma pequena porção, na razão de um átomo de C-14 em IO^{1 2} de C-12, é emissor 0. Este carbono, produzido na atmosfera por radiação cósmica, foi detectado em 1939 por S. Korff, ao notar que o nitrogênio era reativo a neutrons, formando Nl l >(n,H3) C1 2 e N^{x %}( n , p ) C * \

Ao morrer, a matéria viva perde o equilíbrio de troca com o meio, e o carbono radioativo decresce à razão de sua meia-vida.

2. USO DA TÉCNICA DE DATAÇÃO

A técnica pode ser aplicada a toda matéria contendo carbono de origem orgânica, como plantas, animais, solos e sedimentos oceâni- cos.

Outras substâncias que tiveram contato com a atmosfera no pas_

sado « adquiriram carbono, podem também ser datadas. Dentre elas, podemos encontrar formações calcáreas de estalactites e estalagmi- tes, água do mar e subterrânea, argamassa de construções antigas

(até 2000 anos) e meteoritos.

3. MÉTODO E EQUIPAMENTO

Os métodos utilizados consistem na extração do CO2 por ataque Ácido ou por combustão do material a ser analisado e sua compara- ção com um padrão de ácido oxálico NBS. As amostras sofrem trata- mentos físico-químicos de purificação, sendo então transformadas em benzeno, para posterior ontagera nua detector de cintilação lí- quida. 0 limite de detecção é de 40.000 anos, para este método . Para medidas especiais, utiliza-se a técnica de enriquecimento is£

tópico [2], . ~ Montado em meados de 1969, o laboratório de medidas de carbo- no-quatorze é constituído de uma linha de preparação e tratamento físico-quíwico, de um espectrõmetro de cintilação líquida-TRICARB- e de um detector proporcional com um sistema de anticoincídencia, para baixa atividade. Inicialmente voltado para o campo da hidro- geologia, passou, há alguns anos, a processar amostras arqueológi- cas, como carvões em restos de fogueiras, ossos e conchas, além de

•gua subterrânea e superficial.

4. MÉTODO DE CALCULO

0 teor de carbono da amostra é dado por:

X(Z) •( ^{p b o} 1 x ( --*- ) x 100 (1)

onde o erro da medida é:

1/2 (2)

X

A idade da amostra é obtida com:

com erro de:

In

•< ² -(4-)'« N

Nestas relações» tem-se:

R • taxa bruta da amostra R • taxa bruta do padrão R. - "background"

R • taxa líquida da amostra(cpm) R • taxa líquida do padrão (cpm) S. APLICAÇÃO DO MÉTODO

X X

1,96

(3)

1,96

(4)

« massa do padrão (g)

• massa da amostra (g)

• In2(tx. ) ~ anos

* percentagem moderna (Z)

« fator de Student

Numerosas datações, abrangendo as regiões de Januária e Mon- talvania, do alto médio Sâo Francisco, foram realizadas em colab£

ração com o setor de Arqueologia da UFMG, desde 1980. Dentre es- tas regiões, podem-se especificar a lapa do Dragão, do Boquete , do Malhador dos Bichos e do Caboclo, onde foram datados restos de fogueiras e conchas, conforme tabela seguinte [3,4,5].

RESULTADOS DAS DATAÇÕES

Local N9 de Amostras Anos (BP)*

Abrigo do Dragão Lapa do Boquete Abrigo do Halhador Sítio dos Bichos Lapa do Caboclo

5 9 2

. 3

3

1.000 - 1.000 - 5.000 - 600 - 5.500 -

11.000**

7.000**

8.500**

4.800**

7.500**

* BP - Before Present.

** Faixa que compreende o resultado das diversas amostras.

Algumas amostras datadas, alternativamente, pelos laborató- rios do Centre des Faíbles Radioactivités, em Gíf-sur-Yvette, Fraii ça e pela C.Ac.L.Gakushu University, no Japão, geraram resultados conforme a tabela seguinte [6):

INTEKCOMPARAÇÃO

Amostra NUCLEBRÂS/CDTN França Japão Carvão 2.900 ± 150 BP 3.070 ± 100 BP

Carvão 1.100 ± 100 BP 980 ± 60 BP

Carvão 10.500 ± 400 BP — 9.900 ± 200 BP

6. CONCLUSÃO

Datações geocronológicas de amostras orgânicas de fogueiras pré-históricas e conchas de sambaqui, efetuadas no Laboratório de Carbono Quatorze do CDTN/NUCLEBRÁS, têm permitido a melhor compre ensão de sítios arqueológicos existentes no Estado de Minas Gerais.

Os resultados obtidos e a participação do CDTN nestes estu- dos têm diminuído o tempo de resposta das determinações até então feitas no exterior.

7. BIBLIOGRAFIA

[1] LIBBY, W.F. Radiocarbon dating. 2 ed. Chicago 111. UuiversjL ty of Chicago Press, 1955.

[2] HARING, A.E. De Vries et H. De Vries. Science; 472, 1958.

[3] CHAUSSON, Y. Datação pelo carbono quatorze do sambaqui flu- vial de Capelinha. ClSNClA E CULTURA. Reunião Anual da SBPC, 37, Belo Horizonte, 10-17 junho 1985, São Paulo, V.37 , p.85, m 7, Suplemento.

[4] PROUS, A.; JUNQUEIRA, P.A.; MATTA, I.M. In: Rev. Arqueológi

££, 2 (1): 59-72, 1984.

[5] ARQUIVOS DO MUSEU DE HISTÓRIA NATURAL, (6/7): 275, Belo Ho- rizonte, UFMG. 1981/1982.

SOL. ÁCIDA

PRODUÇÃO D E C O2

4 I BALAO OE EST0CA6EM

DE CO-

TRAP DE TRAP DE H,0 KMnO

AMOSTRA PULVERIZADA

PRODUÇÃO DE CO

BALAO DE ESTOCAGEM

DE CO 2

BALÃO DE ESTOCAGEM

DE

BALAO DE ESTOCAGEM

DE C2H9

FORNO

TRAP DE «Ú6UA TRAP DE C2H2

H« MANÔMETRO CÁTAUZADOR/

BOMBA DE / DIFUSÃO

BOMBA MECÂNICA

SÍNTESE DO BENZENO

8

TROCADORDE

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CÂMARA REFRIGER.

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CIRCUITO LÓOICO E/OU

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ESQUEMA DO SISTEMA DE CONTAGEM