Geocronologia

A geocronologia é um campo de investigação científica preocupada em determinar a idade e história das rochas da Terra. Tais determinações são feitas por meio de datação absoluta ou datação relativa.

• A estratigrafia e a paleontologia permitem uma geocronologia relativa.
• A radiocronologia é um dos métodos de geocronologia absoluta.

Radioatividade

A Radioatividade pode ser definida como a mudança nuclear espontânea, caracterizada pela emissão de radiação eletromagnética ou partículas que resulta na transformação de um elemento em outro.

O processo de decaimento

O decaimento radioativo é o nome do processo pela qual o elemento instável, espontâneamente, transforma-se em um elemento radiogênico (ou filho). Há três tipos de decaimento radioativo:

1. Decaimento alfa - Nada menos que o núcleo de Hélio, de massa quatro (dois prótons e dois nêutrons), que é emitido de um núcleo.
2. Decaimento beta - Um elétron é emitido a partir de um nêutron dentro do núcleo, transformando o nêutron em um próton e consequentemente aumentando o número atômico em um.
3. Decaimento gama - É uma forma de radiação eletromagnética com carga e massa nulas .

Leis do decaimento radioativo

As teorias e leis da desintegração radioativa foram basicamente estabelecidas por Ernest Rutherford e Frederick Soddy em 1902. Segundo a teoria, a taxa de decaimento de um átomo instável é diretamente proporcional ao número de átomos restantes a qualquer tempo t. Transformando em uma fórmula matématica obtem-se:

$N_{d}=N{d}^{0}+N_{p}[e^{t\lambda }-1]$

Onde $N{d}$ = Número de átomos finais (Radioativo); $N_{d}^{0}$ = Número de átomos iniciais (Radiogênico); $N_{p}$= Número original de átomos (Radioativo) $\lambda$ = Constante de desintegração; t = unidade de tempo transcorrido.

Sabe-se que a constante de desintegração é pouco influenciada pelas condições de pressão, temperatura e o tipo de ligação química.

Os métodos

Uma grande variedade de ferramentas ou métodos geocronológicos podem ser empregados para estimar quantitativa ou qualitativamente a datação de rochas e sedimentos. Existem técnicas para datar todos os materiais geológicos, de bilhões de anos a registros históricos:

• A datação pela série U é o mais confiável método para datar o Quaternário (os últimos 2 milhões de anos), carbonato e sílica sedimentares, e material fóssil.
• A datação do Quaternário provê um registro de mudanças climáticas e geologicamente recentes mudanças no meio ambiente.
• A geocronologia por U-Pb de zircão, baddeleyita, e monazita é usada para determinar a idade de disposição de rochas ígneas de todas as composições, na faixa de idade do Terciário (últimos 65 milhões de anos) ao Arqueano Inicial (3,8 bilhões de anos).
• Datação por U-Pb de minerais metamórficos, tais como zircão, titanita e monazita são usados para datar eventos térmicos, incluindo impactos meteoríticos terrestres, e para determinar histórias termocronológicas de terrenos.
• Datação por U-Pb de zircão em sedimentos é usada para determinar a proveniência de sedimentos.
• Estratigrafia de isótopos de estrôncio é um método que usa medidas extremamente precisas de isótopos de Sr de fósseis marinhos em conjunção com a conhecida composição isotópica de Sr da água do mar através do tempo para prover a datação do fóssil. Esta técnica pode também ser usada para determinar idades para outros processos geológicos, tais como a dolomitização.
• ⁴⁰Ar/³⁹Ar provê datações isotópicas variando de 10 mil a bilhões de anos de idade com 0,1-0,5% de precisão.
• Datação potássio-argônio, assim como a datação argônio-argônio (⁴⁰Ar/³⁹Ar) são usadas para datar rochas metamórficas, ígneas e vulcânicas. São também usadas para datar camadas de cinzas vulcânicas ou sítios paleonantropológicos sobrepostos. O limite mais recente para o método argônio-argônio é de poucos milhares de anos. Devido a sua meia vida, a técnica potássio-argônio é mais aplicável para datar minerais e rochas com mais de 100 mil anos.
• Tefrocronologia data cinzas vulcânicas e tufo numa faixa dos últimos 15 milhões de anos.
• ¹⁴C ou datação por radiocarbono data material com carbono orgânico, e tem uma limitação em torno de 100 mil anos.
• Termoluminescência provê idades em uma faixa de 100 a 800 mil anos.
• ²¹⁰Pb tem uma curta meia-vida, e data material dos últimos 150 a 200 anos.

Áreas de aplicação da geocronologia

Geologia

Entender a formação e evolução de montanhas, bacias sedimentares, vulcões e continentes.

Arqueologia

Datar artefatos, monumentos e sítios arqueológicos, revelando a cronologia das civilizações antigas.

Paleoclimatologia

Estudar as mudanças climáticas do passado através da análise de rochas e sedimentos.

Paleontologia

Determinar a idade de fósseis e reconstruir a história da vida na Terra.

Recursos naturais

Auxiliar na exploração de minérios, petróleo e gás natural, identificando áreas com potencial de exploração.