Para iniciar, veja uma tabela com alguns isótopos radioativos que serão importantes nos próximos relatos. A primeira coluna contém os nomes desses isótopos (isótopos pais). A segunda coluna contém os nomes dos isótopos formados pelo decaimento radioativo dos primeiros (isótopos filhos). A terceira coluna dá a meia-vida dos isótopos pais, em anos.
Carbono-14 | Nitrogênio-14 | 5730 anos
Potássio-40 | Argônio-40 | 1,25 bilhões de anos
Urânio-238 | Chumbo-206 | 4,5 bilhões de anos
Rubídio-87 | Estrôncio-87 | 48,8 bilhões de anos
Note que o isótopo filho nem sempre surge diretamente do decaimento do isótopo pai. O chumbo-206, como vimos antes, só aparece depois de uma longa série de transformações, a partir do urânio-238. Essa série é mostrada ao lado, para sua diversão. Observe a enorme diversidade nos valores das meias-vidas. E veja que o chumbo-206 não é filho do urânio-238; é tata-tata...tataraneto!
A meia-vida do urânio-238, 4,5 bilhões de anos, é semelhante à idade de nosso planeta, a Terra. No entanto, não pense que o urânio que existe na Terra formou-se por aqui. Na verdade, ele é um extra-terrestre, originário de alguma estrela distante que explodiu. Mas, essa é outra história que talvez eu conte um dia desses.
Agora podemos ver como medir tempo usando isótopos radioativos. Como vimos na apostila anterior, o decaimento de uma amostra radioativa é representado por uma curva exponencial. No gráfico abaixo, a exponencial indica como a percentagem do isótopo pai vai diminuindo em uma amostra (uma rocha, por exemplo), enquanto outra exponencial, agora crescente, indica como a percentagem do isótopo filho vai aumentando. No instante inicial só existe o isótopo pai (100%). Depois de uma meia-vida, metade dos átomos do isótopo pai (50%) se transmutaram no isótopo filho. Depois de 2 meias-vidas, a percentagem do isótopo pai caiu para 25%, enquanto a percentagem do isótopo filho subiu para 75%.
Pronto. Se você possui uma amostra (uma rocha, por exemplo) e quer saber a idade dela, basta medir a percentagem dos isótopos pai e filho na amostra. Com o auxílio de um gráfico como esse, e sabendo a meia-vida do isótopo pai, você saberá a idade de sua amostra. Por exemplo, se sua rocha tem 75% de urânio-238 (pai) e 25% de chumbo-206 (filho), o gráfico diz que o tempo, desde que a rocha foi formada, foi de 0,415 t, isto é, 0,415 x 4,5 = 1,87 bilhões de anos.
Esse processo, baseou-se em algumas hipóteses que nem sempre são verdadeiras. Por exemplo, admitimos que, no instante inicial, só existiam átomos do isótopo pai e nenhum do filho. Por outro lado, espera-se que o isótopo filho, uma vez formado, permaneça na amostra. No caso do argônio-40, filho do potássio-40, essa hipótese é precária. O argônio é um gás e, como todo gás, gosta de sair pelo mundo. Assim mesmo, é muito comum encontrar o argônio preso em incrustações de uma rocha que contém potássio-40. Nesse caso, é possível fazer-se uma boa datação.
Fonte: www.fisica.ufc.br
