Laboratório de Datação por Luminescência

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1 INSTITUTO TECNOLÓGICO E NUCLEAR Laboratório de Datação por Luminescência 2001 D. Richter

2 Datação por Luminescência A datação por luminescência é uma alternativa ao radiocarbono quando nenhum material orgânico (osso, semente, madeira, etc.) está disponível, ou se a idade prevista exceder os limites de datação do radiocarbono (aproximadamente anos). A datação por luminescência pode ser aplicada para estabelecer a idade de locais arqueológicos ou geológicos, datando cerâmicas, rochas (sujeitas a aquecimento), determinados solos ou sedimentos. Estes materiais contêm os minerais (principalmente feldspato e quartzo), que são extraídos e usados para datação. Princípio O princípio subjacente é o armazenamento da energia na rede cristalina dos minerais, devido à presença de radiação ionizante natural no ambiente. Com o tempo, a energia crescente é armazenada no mineral, que é libertada parcialmente como luminescência (luz), quando o material é aquecido ou exposto à luz solar. Por princípio, quanto mais antiga for uma amostra, mais tempo esteve exposta à radiação e mais luminescência (luz) pode ser libertada. Portanto, a luminescência é proporcional à radiação que o mineral recebeu. Esta radiação é libertada a uma taxa constante, fornecendo assim um relógio para o cálculo da idade. sensibilidade da luminescência Idade = radiação por unidade de tempo Datação Os métodos de luminescência permitem datar amostras até diversas centenas de milhares de anos. Dentro deste período de tempo, o 'relógio de luminescência' teve que ser ajustado a zero pela exposição ao calor (fogo pré-histórico) ou à luz solar. Toda a energia armazenada é então libertada (zero) e começa a acumular novamente devido à radiação ambiental, até que é libertada e medida como luminescência no laboratório (fig). Somente por causa deste zero no passado, se pode estabelecer a idade de uma cerâmica, rocha ou sedimento. Relógio de Luminescência Sinal latente de Luminescência I N Formação de minerais Zero no passado (luz/fogo) Medição (zero) em laboratório Tempo Métodos Dois métodos principais devem ser distinguidos:! Termoluminescência (TL), onde a amostra é aquecida (cerâmica, rocha, sedimento)! Luminescência óptica estimulada (OSL), onde a amostra é exposta à luz (sedimento, solo) No geral, o método usado para medir a luminescência no laboratório é similar ao modo como o 'relógio de luminescência' fora ajustado a zero no passado.

3 O LABORATÓRIO DE DATAÇÃO POR LUMINESCÊNCIA O LABORATÓRIO DE DATAÇÃO POR LUMINESCÊNCIA, resultado de um protocolo entre o Instituto Português de Arqueologia (IPA) e o Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN), pretende disponibilizar à comunidade arqueológica/geológica da Península Ibérica o método de datação por luminescência em sedimentos e determinados objectos arqueológicos. O LABORATÓRIO de DATAÇÃO por LUMINESCÊNCIA, pertence ao grupo Património Cultural e Ciências (PCC) do ITN e dá boas-vindas a aplicações para projectos em Portugal e outros países, assim como para serviços. DATAÇÃO POR LUMINESCÊNCIA A datação por luminescência é uma técnica útil para estabelecer a idade que decorreu desde a deposição do sedimento, ou o último aquecimento de um objeto. É assim do interesse para arqueólogos, geólogos do quaternário, geógrafos e mineralogistas. Além de estabelecer a idade de um objecto ou da deposição de um sedimento, a datação por luminescência pode ser usada para testar a autenticidade de objectos cerâmicos. Pode ainda fornecer informação indirecta sobre a idade de, por exemplo, taxas de desflorestação, erosão e sismos, etc. através do estabelecimento da idade de um sedimento dentro de uma sequência estratigráfica. A escala útil de datação pode estar compreendida entre algumas centenas de anos antes do presente e o Plistocénico Médio. TIPOS DE AMOSTRAS Sedimentos: A idade da maioria dos sedimentos que foram depositados lentamente pode ser estabelecida. Os sedimentos eólicos são mais favoráveis à datação, embora os sedimentos aluviais ou coluviais possam também ser datados, mas com algumas restrições. Rochas e cerâmicas: O tempo que decorreu desde o último aquecimento até aproximadamente 400 C pode ser estabelecido para cerâmicas, tijolos e rochas aquecidas (silex, quartzito, quartzo...). As dimensões mínimas das amostras são de 8x40x40 mm com um peso mínimo de g. Nota: A datação por luminescência é destrutiva. AMOSTRAGEM Sedimento: A amostragem tem que ser executada por um membro do laboratório. Cerâmicas, tijolos e rochas: As amostras podem ser colectadas durante a escavação. É aconselhável proteger tais amostras da exposição directa à luz solar (envolvendo em folha de alumínio). Antes de submeter a amostra para datação pode de qualquer modo ser efectuado o seu manuseamento, embora sob condições de luz artificial (não aplicável a algumas amostras translúcidas como o quartzo). AS EXIGÊNCIAS DO SÍTIO A fim de estabelecer a idade de uma amostra, as suas condições de enterramento necessitam ser conhecidas. Perfil: A presença de um perfil é requerida para efectuar a amostragem, com uma extensão horizontal de pelo menos 60 cm em todas as direcções, e pelo menos 30 cm de sedimento acima da localização da amostra. Dosimetria: O nível de radiação ambiental tem que ser medido por um membro do laboratório no local com: - Espectrómetro de radiação-γ portátil, que requer um furo no perfil com 10 x 30 cm e um tempo de medida de 30 minutos - e/ou - dosímetros de Al 2 O 3 :C, que requer um furo de 1,5 x 30 cm e de um tempo de medida entre 2 semanas e 12 meses

4 TÉCNICAS DISPONÍVEIS Datação por termoluminescência (TL) de sedimentos, cerâmicas, tijolos e materiais aquecidos, em que o componente principal é SiO 2 (quartzo, chert, silex, quartzito..), ou que contém feldspatos luminescência óptica estimulada azul ou verde (B-OSL ou G-OSL) da componente quartzosa do sedimento luminescência estimulada por infravermelho (IRSL) da componente feldspática do sedimento EQUIPAMENTO O laboratório está totalmente equipado para preparação mecânica e química das amostras A instrumentação principal consiste num leitor de luminescência de Risø DA-15 e equipamentos para irradiação alfa e beta. Para a dosimetria está disponível um espectrómetro gamma NaI, assim como um sistema de dosimetria baseado em Al 2 O 3 :C (TLD-500). No ITN, e não incluído no LABORATÓRIO de DATAÇÃO por LUMINESCÊNCIA, está ainda disponível a ANÁLISE INSTRUMENTAL POR ACTIVAÇÃO NEUTRÓNICA, irradiação gamma e espectrometria gamma. CONTROLE DE QUALIDADE A fim de assegurar a qualidade dos resultados de datação obtidos, o LABORATÓRIO de DATAÇÃO por LUMINESCÊNCIA opera sobre padrões internacionais e participa em comparações internacionais. OBJECTIVOS Aplicação da datação em investigação, bem como em serviços à arqueologia e geologia Investigação das propriedades da luminescência em vários minerais. Desenvolvimento e aperfeiçoamento das técnicas de datação. FORMAÇÃO As possibilidades de formação e treino em todos os níveis (estágios de licenciatura, mestrados, doutoramento) estão disponíveis nos campos da arqueologia, da geologia do quaternário, da geoquímica, da geografia e da física, relacionada com a investigação dos fenómenos da luminescência, e/ou com a aplicação do método de datação por luminescência. INVESTIGADORES RESPONSÁVEIS Doutora Isabel Prudêncio (geóloga, responsável do grupo PCC) CONTACTOS Isabel Prudêncio (ext. 6223) e Guilherme Cardoso (ext. 6169) INSTITUTO TECNOLÓGICO E NUCLEAR Química Estrada Nac. N o Sacavém Tel: , (lab) 6245 ; Fax: ; tl-osl@itn.pt

5 DATAÇÃO POR LUMINESCÊNCIA (ITN) QUESTIONÁRIO Nome, contactos e instituição : Nome de projecto : Localização do sítio : Tipo de amostra : Número de amostras (previsão) : Descrição da(s) amostra(s) : Mérito cientifico (pequena descrição do(s) evento(s) a datar, e o motivo): Descrição do perfil (anexe figura se possível) : No caso de estar interessado em datação por luminescência por favor preencha este formulário e devolva para : INSTITUTO TECNOLÓGICO E NUCLEAR Drª Isabel Prudêncio Química, Apartado 21 Estrada Nac. N o Sacavém Tel: (++351) (lab) 6245 Fax: (++351) tl-osl@itn.pt