Datação por Núcleos de Gelo

Sumário

I. Methods of Dating Ice Cores
   A. Counting of Annual Layers
      1. Temperature Dependent
      2. Irradiation Dependent
   B. Using Pre-Determined Ages as Markers
      1. Previously Measured Ice-Cores
      2. Oceanic Cores
      3. Volcanic Eruptions
      4. Ph Balances
      5. Paleoclimatic Comparison
   C. Radioactive Dating of Gaseous Inclusions
   D. Ice Flow Calculations
II. The Vostok Ice-Core
   A. How It Was Collected
   B. Experimental Methodology
   C. Results
III. Conclusions
   A. Minimum Age of the Earth
   B. Worlds in Collision?
IV. References

I. Métodos de Datação de Núcleos de Gelo

Dos quatro métodos distintos para determinar as idades dos núcleos de gelo, os três primeiros são testes experimentais diretos e o quarto baseia-se em teorias um pouco incertas.

Contagem das Camadas Anuais

A base deste método reside na busca por itens que variam de forma consistente com as estações. Entre estes, encontram-se itens que dependem da temperatura (mais frio no inverno e mais quente no verão) e da irradiação solar (menos irradiação no inverno e mais no verão). Uma vez encontrados tais marcadores de variações sazonais, podem ser utilizados para determinar o número de anos sobre os quais o núcleo de gelo se acumulou. Este processo é análogo à contagem de anéis de árvores. Uma grande desvantagem destes tipos de datação é que são extremamente demorados.

Dependente da Temperatura

Dos marcadores dependentes da temperatura, o mais importante é a razão de 18O para 16O. As moléculas de água compostas por H2(18O) evaporam menos rapidamente e condensam mais facilmente do que as moléculas de água compostas por H2(16O). Assim, a água que evapora do oceano começa pobre em H2(18O). À medida que o vapor de água viaja em direção aos polos, torna-se progressivamente mais pobre em H2(18O), já que as moléculas mais pesadas tendem a precipitar-se primeiro. Este empobrecimento é um processo dependente da temperatura, de modo que no inverno a precipitação é mais enriquecida em H2(16O) do que no verão. Assim, cada camada anual começa rica em 18O, torna-se pobre em 18O e termina rica em 18O.

Este processo também depende das temperaturas relativas de diferentes anos, o que permite a comparação com dados paleoclimáticos. Por razões semelhantes, a razão de deutério a hidrogênio age da mesma maneira.

A principal desvantagem deste método de datação é que os isótopos tendem a difundir-se com o passar do tempo.

Marcadores Dependentes de Irradiação

Dos marcadores dependentes de irradiação, os dois mais importantes são 10Be e 36Cl. Ambos esses isótopos são produzidos por raios cósmicos e irradiação solar que incidem na atmosfera superior, e ambos são rapidamente lavados da atmosfera pela precipitação. Ao comparar as razões desses isótopos com seus equivalentes não radioativos (ou seja, 9Be e 35Cl), é possível determinar a estação do ano em que a precipitação ocorreu. Assim, cada camada anual começa com baixos níveis de 10Be e 36Cl, torna-se rica em 10Be e 36Cl e, em seguida, torna-se pobre novamente.

CORREÇÃO: Eu realmente estraguei esta questão. Embora o que foi dito acima seja verdadeiro, este é um efeito extremamente menor. Tanto o 10Be quanto o 36Cl são formados como íons carregados na ionosfera. O campo magnético da Terra então os aprisiona, com apenas uma pequena "vazamento" dos isótopos para a atmosfera inferior. A quantidade de "vazamento" depende da altura da ionosfera, que muda principalmente em resposta ao ciclo solar, com períodos de máxima atividade solar correspondendo à maior extensão da ionosfera.

Deve-se notar que as razões 10Be/9Be de alguns núcleos de gelo têm sido comparadas com o ciclo solar conhecido e estão em excelente acordo com o que se sabe (mostrando com precisão o momento da Pequena Idade do Gelo na Europa, que correspondia a uma quantidade notavelmente baixa de atividade solar).

A principal desvantagem deste método de datação é que esses isótopos também tendem a difundir-se ao longo do tempo.

Usando Idades Predeterminadas como Marcadores

Nestes métodos, utiliza-se a idade de marcadores previamente determinados para determinar a idade de vários pontos no núcleo de gelo. A principal vantagem desses métodos é que eles podem ser concluídos relativamente rapidamente. A principal desvantagem é que, se os marcadores de idade pré-determinados estiverem incorretos, a idade atribuída ao núcleo de gelo também será incorreta.

Gelo já Medido

Neste método, compara-se certas inclusões em um núcleo de gelo cuja idade foi determinada por um método separado com inclusões semelhantes em um núcleo de gelo de idade ainda indeterminada. Essas inclusões são tipicamente cinzas de erupções vulcânicas e camadas ácidas.

A principal desvantagem deste método é que é necessário ter uma carota de gelo previamente datada para começar.

Núcleos Oceânicos

Neste método, compara-se certas inclusões em testemunhas oceânicas datadas com inclusões relacionadas encontradas na testemunha de gelo de uma idade ainda indeterminada. Exemplos de tais inclusões são uma diminuição (ou aumento) na temperatura ao longo de um período de anos que pode ser determinado a partir da flora e fauna encontradas na testemunha oceânica e uma diminuição (aumento) no enriquecimento de 18O ao longo desse mesmo período de anos. Outro exemplo é a cinza vulcânica.

ADICIONAL: R. Hyde publicou separadamente algumas das relações entre os dados de núcleos oceânicos e suas causas astronômicas. Estes são os principais "inclusiones" que são comparados. Peço desculpas pelo uso de terminologia genérica aqui.

As principais desvantagens deste método são que é necessário comparar diferentes assinaturas de mudanças climáticas que correspondem ao mesmo evento e que não se tem certeza sobre os tempos de atraso (se houver) entre as reações oceânicas e as reações glaciais às mesmas mudanças climáticas.

Erupções Vulcânicas

Após a erupção dos vulcões, a cinza vulcânica e os químicos são lavados da atmosfera pela precipitação. Essas erupções deixam uma marca distinta na neve que lavou a atmosfera. Podemos então usar erupções vulcnicas registradas para calibrar a idade do núcleo de gelo. Como a cinza vulcânica é um constituinte atmosférico comum após uma erupção, esta é uma boa assinatura para usar na comparação de dados de tempo calibrados e um núcleo de gelo de idade indeterminada. Outra assinatura do vulcanismo é a acidez.

A principal desvantagem deste método é que se deve previamente conhecer a data da erupção, o que geralmente não é o caso. Além disso, os precipitantes alcalinos das eras glaciares limitam esta medida a aproximadamente 8000 a.C.

Equilíbrio de pH

Um marcador único dos períodos de glaciação é que as precipitações durante as eras glaciares são marcadamente alcalinas. Isso se deve ao fato de que as eras glaciares prenderam uma grande quantidade da água disponível, expondo assim uma porção maior das plataformas continentais. Dessas plataformas, enormes nuvens de poeira alcalina (principalmente CaCO3) foram sopradas pela paisagem.

A principal desvantagem deste método é que ele fornece apenas faixas de idade muito aproximadas (ou seja, este gelo foi depositado durante a era glacial). Além disso, o tempo de atraso entre o início da glaciação e o aumento da alcalinidade é incerto.

Comparações Paleoclimáticas

Neste método, compara-se as mudanças climáticas de longo alcance (por exemplo, eras glaciais e aquecimentos interglaciais) com marcadores (tais como as razões 18O/16O) encontrados dentro dos núcleos de gelo.

Datação Radiométrica de Inclusões Gasosas

Neste método, derrete-se uma quantidade de material glacial de uma profundidade dada, recolhem-se os gases que estavam retidos no interior e utiliza-se a datação por 14C e 36Cl padrão.

A principal desvantagem deste método é que uma enorme quantidade de gelo deve ser derretida para coletar a quantidade necessária de gases.

Cálculos de fluxo de gelo

Neste método, mede-se o comprimento do núcleo de gelo e calcula-se quantos anos devem ter sido necessários para que uma glaciar daquela espessura se formasse.

Este é o método menos preciso entre os utilizados para datar núcleos de gelo. Primeiro, deve-se calcular como a espessura da camada anual varia com a profundidade. Em seguida, é necessário fazer algumas suposições sobre a espessura original da camada anual a ser datada (ou seja, a quantidade de precipitação que caiu na área em um ano).

II. O Núcleo de Gelo de Vostok

Para demonstrar os métodos usados na datação de núcleos de gelo, usarei o núcleo de gelo Vostok como exemplo, pois encontrei abundante literatura sobre ele e porque é um núcleo de gelo antártico, que é do que o post original tratava.

Como foi coletado

O Núcleo de Gelo de Vostok foi coletado na Antártida Oriental pela expedição russa à Antártida. O Núcleo de Gelo de Vostok tem 2.083 metros de comprimento e foi coletado em duas partes: 1) 0 - 950 m em 1970-1974, 2) 950 - 2083 m em 1982-1983. A profundidade total da camada de gelo da qual o núcleo foi coletado é de aproximadamente 3.700 metros.

Metodologia Experimental

O núcleo de gelo foi cortado em segmentos de 1,5 a 2,0 metros. Uma série descontínua, amostrada a cada 25 metros, e uma série contínua de 1.406 a 2.803 metros foram então enviadas em estado sólido para Grenoble, França, para análise adicional.

Em Grenoble, o gelo foi colocado em recipientes de aço inoxidável limpos. As amostras foram trituradas e depois derretidas, com os gases liberados coletados e guardados para análise posterior. A água derretida foi testada para composição química e depois eletrólise.

Os métodos utilizados na determinação das idades incluem análise isotópica de 18O/16O [1], cálculos independentes de fluxo de gelo [1], comparação com outros núcleos de gelo [1], comparação paleoclimática [1], comparação com núcleos de águas profundas [1], análise isotópica de 10Be/9Be [2], análise isotópica de deutério/hidrogênio [3], comparação com o registro climático marinho [3], correspondências de CO2 entre núcleos de gelo datados [4] e correspondências de CO2 com núcleos oceânicos datados [4].

Os resultados determinados a partir dessas diversas amostras foram consistentes entre as fatias contínuas e descontínuas dentro das seções que se sobrepunham. Eles também foram consistentes com os núcleos de gelo da Groenlândia, outros núcleos de gelo da Antártida, registros vulcânicos datados, núcleos de águas profundas e evidências paleoclimáticas.

Resultados

Embora não seja possível fornecer datas específicas (dentro de um milênio), a análise mostra evidências definitivas dos últimos dois períodos glaciais. Usando os métodos listados acima, a base do núcleo de gelo foi formada há 160.000 +- 15.000 anos. Deve-se notar que todos os métodos listados acima foram consistentes com os resultados acima mencionados.

III. Conclusões

Nesta seção, fornecerei uma breve revisão de como os dados de núcleos de gelo afetam tanto a questão da idade da Terra quanto o catastrofismo velikovskiano.

NOTA: Esta postagem original foi escrita em um momento em que tanto Bob Bales quanto Ted Holden eram postadores frequentes no talk.origins. Bob Bales argumentou que a idade da Terra é de cerca de 50.000 anos, e você provavelmente está ciente de que Ted Holden é um defensor do Catastrofismo Velikovskiano. Portanto, essas conclusões são específicas para o leitor.

Idade Mínima da Terra

Os dados coletados da carota de gelo de Vostok indicam que a mínima idade da Terra é de 160.000 +- 15.000 anos. Além disso, existe aproximadamente 33% de gelo adicional abaixo da amostra da carota, que conterá um número desproporcional de anos devido ao afinamento das camadas de gelo sob a tremenda pressão do gelo acima delas.

Para manter uma idade da Terra de 50.000 anos, seria necessário descrever um mecanismo que permita a formação de mais de 2 camadas de gelo falsas por ano. Deve-se notar que também é necessário descrever por que esse mecanismo deixou de funcionar nos tempos históricos, uma vez que o núcleo de gelo de Vostok demonstra uma série dos eventos vulcânicos historicamente registrados nos períodos corretos.

ADICIONAL: "À lista de coisas excluídas, você pode adicionar marés de milhas de altura ou inundações. (Velikovsky e o dilúvio noachiano). Uma tal massa de água teria fornecido flutuabilidade suficiente para fazer flutuar os polos fora de seus leitos. Não há maneira de devolvê-los exatamente ao seu local original, ou de fazê-los crescer novamente. (De fato, a capa de gelo da Groenlândia não se regeneraria sob condições climáticas modernas (últimos 10 ky).)" --Bob Grumbine rmg3@psuvm.psu.edu

Mundos em Colisão

O núcleo de gelo de Vostok não mostra efeitos de mudanças geológicas catastróficas. Com isso, quero dizer que não há petróleo, não há pragas, não há estranhos gases venusianos, não há neve vermelha, não há maná entre as camadas. Também não há evidências para mudanças rotacionais rápidas na Terra, não há inundações, não há grandes bombardeios de asteroides. Finalmente, não há absolutamente, positivamente, fur-darn-tootin evidências de que a Terra tenha ocupado alguma posição no sistema solar diferente daquela que ela ocupa agora.

IV. Referências

Quando fui procurar referências sobre a datação de núcleos de gelo, decidi seguir uma filosofia simples... tão simples quanto cientificamente possível. Escolhi fazer isso para demonstrar que não há desculpa para alguém fazer o ataque francamente ignorante que Ted fez ao responder à postagem original de Sue Bishop sobre dados de núcleos de gelo.

NOTA: Ted originalmente alegou que os núcleos de gelo da Antártica resultaram de muita neve, não de muitos anos.

As seções acima sobre o núcleo de gelo de Vostok foram retiradas das referências 1-4. As informações gerais sobre métodos de datação provêm das referências 5-8. As duas últimas referências tratam de núcleos de gelo da Groenlândia e são incluídas para maior prazer na leitura. A referência [8], se você conseguir encontrá-la, é um exemplo excepcionalmente claro de escrita científica (mesmo sendo uma dissertação).

[1] C. Lorius et al., NATURE 316 (1985) 591-596.
[2] F. Yiou et al., NATURE 316 (1985) 616-617.
[3] J. Jouzel et al., NATURE 329 (1987) 403-408.
[4] J.M. Barnola et al., NATURE 329 (1987) 408-414.
[5] Dicionário Científico de van Nostrand
[6] A Enciclopédia de Ciência e Tecnologia
[7] E. Wolff, GEOGRAPHICAL MAGAZINE 59 (1987) 73-77.
[8] Julie M. Palais OCEANUS 29 (Inverno 86/87) 55-60.
[9] W. Dansgaard et al., SCIENCE 218 (1982) 1273-1277.
[10] C.U. Hammer et al., NATURE 288 (1980) 230-235.