Como os arqueólogos determinam a idade de fósseis e artefatos

Quando os arqueólogos dizem que um artefato tem '3.000 anos de idade' ou que uma camada contendo fósseis tem '1,8 milhão de anos', esse número vem de uma ou mais técnicas de datação científica, não de um único método universal. Os métodos de datação se dividem em duas categorias: datação relativa, que estabelece se um objeto ou camada é mais antigo ou mais jovem que outro, e datação absoluta (ou cronométrica), que estima uma faixa de idade real usando processos físicos ou químicos mensuráveis, de acordo com o Serviço Nacional de Parques dos EUA.

Datação relativa: estabelecendo ordem, não anos exatos

O método relativo mais antigo e simples é a estratigrafia, baseado na Lei da Superposição: em um local intacto, as camadas de solo mais profundas são mais antigas que as camadas acima delas, explica o Serviço Nacional de Parques. Os escavadores removem o solo na ordem inversa à qual foi depositado, então a sequência de camadas fornece uma linha do tempo relativa mesmo antes de qualquer teste científico ser executado.

Os arqueólogos também usam seriação, que organiza cerâmica, ferramentas ou outros estilos de artefatos em uma sequência com base em como seus recursos de design mudaram ao longo do tempo, e a ideia relacionada de terminus post quem, que usa o objeto datável mais recente em uma camada para estabelecer a data mais antiga possível para tudo o que foi encontrado com ele. A datação cruzada compara descobertas entre locais para vincular suas cronologias relativas, de acordo com o Serviço Nacional de Parques.

Datação por radiocarbono: o método absoluto mais amplamente usado

A datação por radiocarbono (carbono-14) funciona porque organismos vivos trocam continuamente carbono com a atmosfera, mantendo uma proporção constante de carbono-14 radioativo para carbono-12 estável, de acordo com o Laboratório de Pesquisa em Arqueologia e História da Arte da Universidade de Oxford, que opera um serviço de datação por radiocarbono. Uma vez que um organismo morre, ele para de absorver carbono, e seu carbono-14 decai a uma taxa conhecida, permitindo aos cientistas calcular o tempo decorrido a partir da proporção restante.

O método se aplica apenas a material que foi parte de um organismo vivo — osso, madeira, carvão, concha, cabelo ou restos similares — não a pedra ou metal a menos que haja resíduo orgânico aderido, observam tanto o laboratório de Oxford quanto o Serviço Nacional de Parques. A meia-vida do carbono-14 é citada como aproximadamente 5.730 anos pela National Geographic e aproximadamente 5.700 anos pelo Serviço Nacional de Parques.

Quanto ao intervalo utilizável, as fontes dão limites ligeiramente diferentes: o laboratório de Oxford afirma que o método abrange de alguns séculos atrás a cerca de 50.000 anos, enquanto a National Geographic relata que amostras mais antigas que aproximadamente 40.000 anos se tornam muito difíceis de datar e aquelas além de 60.000 anos não podem ser datadas em absoluto. Os resultados brutos também precisam de calibração porque os níveis de carbono-14 atmosférico variaram ao longo do tempo, e os resultados podem ser distorcidos pela contaminação do solo ou pelo 'efeito de reservatório' visto em amostras marinhas, de acordo com o laboratório de Oxford.

Datação de rochas, madeira e argila queimada: outros métodos absolutos

Para rochas vulcânicas associadas a camadas arqueológicas ou de fósseis, os cientistas usam datação de potássio-argônio ou sua versão refinada, datação de argônio-argônio (40Ar/39Ar), que rastreia o decaimento do potássio-40 em argônio-40, de acordo com a Pesquisa Geológica dos EUA. A variante 40Ar/39Ar irradia uma amostra para converter um pouco de potássio em argônio-39, permitindo que os pesquisadores meçam dois isótopos de argônio de uma única amostra em vez de dois elementos separados, o que melhora a precisão. A USGS observa que essa abordagem funciona melhor em cristais ricos em potássio, como sanidina, e tem sido aplicada a erupções de aproximadamente 70.000 anos atrás a eventos nos últimos 12.000 anos.

Artefatos e estruturas de madeira podem ser datados através da dendrocronologia, ou datação por anéis de árvore. O Laboratório de Pesquisa de Anéis de Árvores da Universidade do Arizona explica que simplesmente contar anéis não é confiável porque as árvores podem produzir anéis localmente ausentes ou faixas falsas que se assemelham a anéis de crescimento verdadeiros. Em vez disso, os especialistas usam datação cruzada — combinando o padrão de anéis largos e estreitos, que refletem condições de crescimento anual, em múltiplas amostras de madeira da mesma região — frequentemente através de uma técnica chamada skeleton plotting, para atribuir a cada anel um ano de calendário exato.

Outras técnicas absolutas listadas pelo Serviço Nacional de Parques incluem termoluminescência, que mede elétrons presos em argila queimada ou pedra aquecida pela radiação de fundo e liberados como luz quando o material é reaquecido em laboratório; hidratação de obsidiana, que mede a espessura de uma camada de absorção de água em uma superfície de obsidiana recém-quebrada; e datação cerâmica média, que calcula uma data média do local a partir dos intervalos de produção conhecidos de diferentes tipos de cerâmica encontrados lá.

Por que os arqueólogos combinam vários métodos

Nenhuma técnica única cobre todos os materiais ou todos os períodos de tempo, é por isso que as equipes de escavação normalmente combinam métodos relativos como estratigrafia com um ou mais métodos absolutos adequados aos materiais realmente presentes — restos orgânicos para radiocarbono, depósitos vulcânicos para potássio-argônio, madeira para dendrocronologia, ou argila queimada para termoluminescência. Verificar cruzadamente os resultados de diferentes métodos e contra registros históricos onde existirem ajuda os arqueólogos a identificar erros e reduzir a estimativa final de idade relatada para um local ou objeto.