Como nós sabemos em que época viveram animais e plantas fossilizados?

Graças a uma técnica chamada datação radiométrica. Vamos entendê-la. 

Muitas rochas na natureza contêm alguns poucos átomos radioativos. E os físicos sabem, por exemplo, que leva 1,26 bilhão de anos para metade de uma amostra de potássio-40 (que é um átomo radioativo) decair para argônio-40 (que é estável). 

Assim, se uma rocha contém um átomo de potássio-40 para cada átomo de argônio- 40 – metade de cada um –, é porque aquela rocha tem 1,26 bilhão de anos.

Por “decair”, entenda: um átomo radioativo é um átomo com um número de nêutrons e prótons que torna seu núcleo instável. O átomo libera radiação quando altera sua configuração interna para alcançar um estado mais estável. Nesse processo, caso haja uma mudança no número de prótons, o átomo passa a pertencer a outro elemento da tabela periódica. Nesse caso, potássio vira argônio. 

Todo átomo radioativo deseja “se aliviar”. Mas cada um leva um tempo diferente até que metade de sua amostra decaia para um átomo não radioativo (esse número é chamado meia-vida): o urânio 238 leva 4,5 bilhões de anos. Já o carbono-14 – sim, alguns carbonos são radioativos –, apenas 5,7 mil anos. 

Usando átomos com diversas meias-vidas, é possível determinar a data de rochas e fósseis de várias épocas.

Muito antes do desenvolvimento da teoria atômica e dos métodos de datação modernos, os geólogos e paleontólogos da era de Lamarck e Darwin já sabiam a ordem em que os animais e plantas fossilizados haviam vivido. É só seguir uma lógica simples, enunciada pelo dinamarquês Nicolas Steno ainda no século 17: quanto mais funda uma rocha, mais antiga ela é.

Assim, muito antes de sabermos que os dinossauros, por exemplo, viveram entre 250 milhões e 65 milhões de anos atrás, nós já sabíamos que eles haviam vivido antes dos primeiros mamíferos de grande porte. A razão é que os répteis eram sempre encontrados em estratos de rocha mais antigos. Conhecia-se a ordem, mas não as datas absolutas.

Por fim, há um obstáculo ao método. Para entendê-lo, precisamos antes de uma explicação simplificada: a grande maioria dos fósseis se forma em rochas sedimentares – rochas que se formam graças ao acúmulo de pó e fragmentos acumulados em locais baixos ao longo de milhares de anos. Às vezes, um animal ou planta fica preso na mistura e seus ossos (ou com sorte, tecidos moles) acabam mineralizando.

Os átomos radioativos confiáveis, por sua vez, são encontrados em rochas magmáticas, de origem vulcânica, que se formam por meio do resfriamento de lava na superfície terrestre e obviamente não preservam resquícios de seres vivos do passado.

Isso acontece porque, nas rochas magmáticas, o relógio radioativo é “zerado” – enquanto os átomos radioativos presentes nas rochas sedimentares provém de outras rochas, mais antigas, e portanto não são confiáveis. Assim, para datar um fóssil em rocha sedimentar, é preciso usar de referência as rochas magmáticas próximas.

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Pergunta de @alefpbraz, via Instagram