Datação potássio-argônio (K-Ar)

RKA - Sabemos que os elementos são definidos pelo número de prótons, que esse elemento tem. Por exemplo, o potássio. Quando olhamos a tabela periódica e temos um pedaço dela aqui, podemos ver que o potássio possui 19 prótons. E, também, sabemos, que se um átomo tiver 19 prótons, esse átomo será o potássio. Nós também sabemos que nem todos os átomos de um dado elemento tem o mesmo número de nêutrons. Quando falamos de um elemento com um número diferente de nêutrons, nós o chamamos de isótopos daquele elemento. Por exemplo, o potássio pode ter uma forma com exatamente 20 nêutrons, e nós chamamos esse potássio de potássio 39. Esse número 39 é a soma de 19 prótons mais 20 nêutrons. Este, na verdade, é o isótopo mais comum do potássio. Ele representa cerca de 93,3% de todo o potássio que você encontrará na Terra. Temos alguns outros isótopos de potássio, ou potássio 19. 19 acaba sendo um pouco redundante, mas esse é o potássio 41. Este tem então, 22 nêutrons. 22 + 19 = 41. Este isótopo representa cerca de 6,7% do potássio da Terra. E você tem um outro isótopo do potássio, que é o potássio 40. O potássio 40 tem 21 nêutrons, e é muito, muito, muito raro. Ele representa cerca de 0,0117% do potássio encontrado na Terra. Este é o isótopo do potássio que é interessante para nós, do ponto de vista de datação de rochas antigas, especialmente, rochas vulcânicas. Quando você consegue datar rochas vulcânicas antigas, você pode datar outros tipos de rocha, ou tipo de fósseis que podem ficar presos entre as rochas vulcânicas. O que é muito interessante sobre esse potássio, é que ele tem uma meia vida de 1,25 bilhões de anos. Isso é muito bom porque ao contrário, por exemplo, do carbono 14, ele pode ser usado para datar coisas muito velhas. E a cada 1,25 bilhões de anos, isto é, a meia vida. Então, 50% de uma amostra, terá decaído. E 11% dessa amostra, decai para o argônio 40. Então, o argônio está bem aqui. Ele tem 18 prótons. E quando você pensa sobre esse potássio se transformando em argônio, o que acontece, é que ele perdeu um próton, mas tem a mesma massa. Então alguns dos prótons se transforma em um nêutron. O que acontece é que um dos elétrons internos é capturado, e emite outros produtos. Eu não vou entrar em detalhes disso, mas eles se tornam argônio 40. Bom, cerca de 89% se torna cálcio 40. Você pode ver o cálcio na tabela periódica bem aqui, e ele tem 20 prótons. Essa é uma situação que um dos neutrons se transforma em próton. O que é muito interessante para nós nessa parte bem aqui, porque o que é legal sobre o argônio, estudamos isso um pouquinho na playlist de química, é que ele é um gás nobre, e não reage. E se ele fica preso em algo que está na forma líquida, ele apenas vai sair. Ele não está ligado a nada, então ele pode sair direto para a atmosfera. O que é interessante em toda essa situação, é que você pode imaginar o que acontece durante uma erupção vulcânica. Então, vamos dizer que esse aqui, é o nosso vulcão, e ele entrou em erupção, em algum ponto do passado. Então ele entrou em erupção, e temos uma grande quantidade de lava fluindo. Essa é a nossa lava. Essa lava conterá uma certa quantidade de potássio 40, e na verdade, conterá também, uma certa quantidade de argônio 40. O que é legal sobre o argônio 40, é que quando ele está na lava, enquanto ela está no seu estado líquido. Então, vamos imaginar que isso aqui seja a nossa lava. E nós temos uma certa quantidade do potássio na lava, e também você vai ter uma quantidade do argônio. Mas o argônio é um gás nobre, e não está ligado a nada. Enquanto ele está na lava no estado líquido, ele vai ser capaz de sair, ele vai subir até o topo e sair, porque ele não está ligado a nada. Quando a lava tiver se solidificado, e se tornando em uma rocha vulcânica. Vou desenhar a rocha aqui em uma outra cor. A lava já está solidificada. Todo o argônio já vai ter ido embora, ele não vai estar mais ali. E o que é legal sobre o fato de um evento vulcânico, o fato de a rocha passado do estado líquido, para o rochoso, de certa forma, reinicia a contagem da quantidade de argônio 40 presente ali. Então aqui, você só vai ter o potássio. E isso é interessante, porque o potássio 40 não vai ter saído dali. Mas o argônio já vai ter saído, já vai ter ido embora. Então, o evento vulcânico redefine a quantidade de argônio 40. Então, você não tem nenhuma quantidade de argônio 40, quando a lava se solidifica. Então, se você parar em frente do tempo. Eu vou copiar isso aqui. Em algum momento, você vai ver que tem uma quantidade de argônio aqui. E se você encontrar esse argônio, nessa amostra, você sabe que ela é uma rocha vulcânica. Você sabe que ela vem de algum evento vulcânico que aconteceu no passado. Vai saber que esse argônio vem do potássio 40, que ele se transformou no potássio 40 para o argônio 40 a partir do evento vulcânico. Porque se ele tivesse ali anos, ele teria saído antes da lava se solidificar. E a única forma desse argônio poder permanecer aqui, é se ele veio do potássio 40. Assim, você pode olhar a proporção para cada um desses argônios. Apenas 11% do produto do potássio 40 são argônios. Para cada um deles, você deve ter por volta de nove cálcios 40, que também teria decaído do potássio 40. Então, para cada um argônio, você deveria ter 10 potássio 40 originais. Então, o que você pode fazer é olhar a proporção da quantidade de potássio 40 presentes no dia de hoje, pela quantidade que teria no passado, isso baseado na evidência aqui, para datar a amostra. No próximo vídeo, eu vou mostrar o cálculo matemático para mostrar a você, como é feita a datação da amostra. O motivo disso aqui ser útil, é que se você olhar para as proporções e erupções vulcânicas, não acontecem todo dia. Mas, se você começar a olhar os milhares e milhares de anos na escala do tempo, eles aconteciam em uma certa frequência. Vamos dizer que nós temos um solo aqui, e você cava, cava. Cava o suficiente, até que você encontra uma rocha vulcânica. Aqui temos um pedaço de rocha vulcânica. Aí você cava ainda mais, e encontra mais um pouco de rocha vulcânica no solo. Ambas as chamadas terão uma certa quantidade de potássio 40. Vamos representar o potássio, e as duas amostras, também possuem uma quantidade de argônio 40. Por exemplo, essa aqui possui um pouco mais do que essa aqui. Usando o cálculo que eu mostrarei no próximo vídeo, você seria capaz de dizer, usando a meia vida, a proporção de argônio 40, e de potássio 40 que sobrou, pelo que você sabe que havia antes. Você poderia dizer, que essa rocha deve ter se solidificado a cerca de 100 milhões de anos atrás. E você saberia dizer que essa amostra se solidificou a cerca de 150 milhões de anos atrás. E vamos pensar que você tem certeza que o solo não foi remexido, ou nada do tipo. Parece que o solo é intocado. E vamos pensar que nós tivéssemos algum fóssil aqui. Então, a datação de carbono 14 seria meio inútil nessa situação. É um bom indicativo se você puder assumir que o solo não foi remexido, que esse fóssil tem, em torno, de 100 a 150 milhões de anos. Estes animais viveram e morreram. Então, você tem um evento vulcânico. Mesmo que você esteja só datando a rocha vulcânica, é possível estimar a idade do fóssil, ou de outros elementos que estejam nesta camada da rocha vulcânica, pela datação das camadas das rochas. Este método nos permite datar elementos muito, muito antigos, que vão muito além do período no passado, medido pelo carbono 14.