Achados arqueológicos em todo o mundo ajudaram os pesquisadores a preencher a história da evolução e migração humanas. Uma parte essencial da informação nesta pesquisa é a idade dos fósseis e artefatos. Como os cientistas determinam suas idades? Aqui estão mais detalhes sobre alguns dos métodos usados para datar os objetos discutidos em "A Grande Migração Humana" ( Smithsonian, julho de 2008):
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- A grande migração humana
Coprolites, Paisley 5 Mile Point Caves, Oregon
Idade: ~ 14, 300 anos
Método: datação por radiocarbono
Em uma caverna no Oregon, arqueólogos encontraram ossos, restos de plantas e coprólitos - fezes fossilizadas. O DNA restante nos coprólitos indicava sua origem humana, mas não sua idade. Para isso, os cientistas analisaram o carbono contido no antigo esterco.
Por definição, cada átomo de um determinado elemento tem um número específico de prótons em seu núcleo. O elemento carbono tem seis prótons, por exemplo. Mas o número de nêutrons no núcleo pode variar. Essas diferentes formas de um elemento - chamadas isótopos - são inerentemente estáveis ou instáveis. Os últimos são chamados de isótopos radioativos, e com o tempo eles decairão, emitindo partículas (nêutrons ou prótons) e energia (radiação) e, portanto, se transformarão em outro isótopo ou elemento. Eles fazem isso em uma taxa constante chamada "meia-vida" de um isótopo.
A maior parte do carbono vem nas formas estáveis do carbono-12 (seis prótons, seis nêutrons) ou carbono-13, mas uma quantidade muito pequena (cerca de 0, 0000000001%) existe como o carbono-14 radioativo (seis prótons, oito nêutrons). Plantas e animais vivos absorvem carbono-14 junto com outros isótopos de carbono, mas quando eles morrem e suas funções metabólicas cessam, eles param de absorver carbono. Com o tempo, o carbono-14 decai em nitrogênio-14; metade o fará depois de cerca de 5.730 anos (essa é a meia-vida do isótopo). Após cerca de 60.000 anos, todo o carbono-14 terá desaparecido.
Qualquer coisa que tenha sido parte de um objeto vivo - como carvão vegetal, madeira, ossos, pólen ou coprólitos encontrados no Oregon - pode ser enviada para um laboratório onde os cientistas medem quanto carbono-14 resta. Porque eles sabem o quanto teria havido na atmosfera e, portanto, quanto alguém teria absorvido quando vivo, eles podem calcular quanto tempo se passou desde a morte ou deposição. Os coprólitos tinham em média 14.300 anos e são alguns dos restos humanos mais antigos das Américas.
Crânios Hominídeos, Herto, Etiópia
Idade: ~ 154.000 a 160.000 anos
Método: namoro argônio-argônio
Uma equipe de cientistas que escavaram na Etiópia em 1997 encontrou ferramentas de pedra, restos fósseis de várias espécies de animais, incluindo hipopótamos e três crânios de hominídeos. Quantos anos eles tinham? Os restos orgânicos eram muito velhos para o namoro com carbono 14, então a equipe voltou-se para outro método.
A datação por radiocarbono funciona bem para alguns achados arqueológicos, mas tem limitações: pode ser usada para datar apenas materiais orgânicos com menos de 60.000 anos de idade. No entanto, existem outros isótopos radioativos que podem ser usados para datar materiais não orgânicos (como rochas) e materiais mais antigos (até bilhões de anos).
Um desses radioisótopos é o potássio-40, encontrado na rocha vulcânica. Depois que a rocha vulcânica esfria, seu potássio-40 decompõe-se em argônio-40, com uma meia-vida de 1, 25 bilhões de anos. É possível medir a proporção de potássio-40 para argônio-40 e estimar a idade de uma rocha, mas esse método é impreciso. No entanto, os cientistas descobriram na década de 1960 que eles poderiam irradiar uma amostra de rocha com nêutrons e, assim, converter o potássio-40 em argônio-39, um isótopo normalmente não encontrado na natureza e mais fácil de medir. Embora mais intrincado, esse processo produz datas mais precisas. Por exemplo, cientistas da Universidade da Califórnia em Berkeley puderam datar amostras da erupção do vulcão Vesúvio em 79 dC até sete anos após o evento.
Como os crânios de hominídeos e outros artefatos encontrados em Herto não podiam ser datados diretamente - o material orgânico já havia sido fossilizado há muito tempo - os pesquisadores realizaram suas análises sobre a rocha vulcânica que estava incrustada no arenito perto dos fósseis. A rocha tinha cerca de 154.000 a 160.000 anos de idade, fazendo com que os crânios mais antigos do Homo sapiens ainda sejam encontrados.
Pedras ocres gravadas, caverna de Blombos, África do Sul
Idade: ~ 77.000 anos
Método: datação por termoluminescência
Uma escavação de uma caverna à beira-mar na África do Sul revelou dois objetos que eram claramente feitos pelo homem - pedaços de pedra ocre gravada com um padrão cruzado. Nem as pedras nem a rocha em que foram enterradas eram de origem vulcânica, portanto, os pesquisadores escolheram outro método para determinar sua idade: a termoluminescência.
Como na datação de argônio-argônio, o relógio de termoluminescência também começa com a última vez que uma rocha foi aquecida a uma alta temperatura. O calor extremo elimina os elétrons armazenados em certos cristais - como quartzo e feldspato - dentro da rocha. Com o tempo, os cristais capturam elétrons produzidos por quantidades vestigiais de átomos radioativos encontrados no ambiente. Ao reaquecer a rocha, os cientistas podem liberar a energia armazenada, que é emitida como luz e chamada de "termoluminescência". A intensidade da luz indica quanto tempo se passou desde que a rocha foi aquecida pela última vez.
Como os crânios de Herto, as idades das pedras ocre esculpidas da Caverna de Blombos não podiam ser diretamente determinadas. No entanto, na mesma camada rochosa, os ocres eram pedaços de pedra queimada, que provavelmente tinham a mesma idade dos ocres e eram ideais para a datação por termoluminescência. A pedra queimada, revelou-se, tinha cerca de 77.000 anos, o que tornou os ocres algumas das peças mais antigas de desenho abstrato a serem descobertas.
