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Aplicações da Espectrometria de Massa com Aceleradores no Laboratório de Radiocarbono da
Universidade Federal Fluminense (LAC-UFF)
Carla Carvalho
Departamento de Geoquímica Laboratório de Radiocarbono (LAC-UFF) Universidade Federal Fluminense
2 Milhões de anos
Métodos de Geocronologia
Métodos de Geocronologia
14C-AMS
Datação por 14C
12C 98,9%13C 1,1%
14C 10-12
} estáveis
radioativo
Como o 14C é produzido?
Como o 14C é introduzido no ambiente?
Radioativo 14CO2
Datação por 14C
8MV PRIME Lab (Indiana)
3MV AMS Lab (Arizona)
500kV Keck-CCAMS (Irvine)
SSAMS 250 kV NEC
14C - AMS LAC - UFF
Laboratório de Preparação de Amostras:
SSAMS 250 kV - UFF CTINFRA
2009Instalação
2012
SSAMS 250 kV - UFF
SSAMS 250 kV - UFF
SSAMS 250 kV - UFF
SSAMS 250 kV - UFF
First Beam 3.14.12
Partículas carregadas são aceleradas quando sujeitas a uma diferença de potencial elétrico
O acelerador então fornece energia ao feixe de íons proporcionalmente à sua carga e à diferença de potencial
qVE =
14C - AMS
Se baseia na deflexão da trajetória de uma partícula carregada quando submetida a um campo magnético
A força produz uma resultante centrípeta de forma que o raio de curvatura depende do campo, da energia da partícula, de sua
carga e de sua massa:
( )22 Br
qEm
∝
2
2
21mvE
rmv
F
vqBF
=
=
×=!!!
14C - AMS
‣ 1 átomo em 1012 para amostras modernas
‣ É necessário eliminar a contaminação isobárica
14N
13CH, 12CH2
2 7Li
➡ sensibilidade de 10-15
➡ fonte de íons negativos: N não forma íons negativos estáveis
➡ stripper: arranca elétrons e quebra as moléculas
➡ escolha de estado de carga ímpar
14C - AMS
Tratamento das amostras e Grafitização
Monitor de Pressão
Armadilhas de Temperatura
Conexão para os tubos
de de combustãoe de grafitização
Entrada de CO2 de amostras orgânicas
e inorgânicas
Tratamento das amostras e Grafitização
Tratamento das amostras e Grafitização
Trabalhos científicos em 14C-AMS
Publicação
0 2,5 5 7,5 10
2000 2002 2003 2004 2008 2009 2010 2013 2014 2015 2016
2 1 1 3 2 1 1 4 5
10 6
Amostras de Swipe
Testes de Material de Referência
Testes de Inter-comparação e Certificação
Testes de Pre-tratamento CO2 - Testes de Medição
Testes de Inter-comparação e Certificação
Mudanças Ambientais e Climáticas
LIA - Little Ice Age
Período mais úmido e frio
1570 - 1700 AD
Fitólitos:
- Silício é absorvido do solo pelas raízes- Biomineralização - A sílica assume a forma celular das plantas
Mudanças Ambientais e Climáticas
d: Stipa tenuis i: Aristida subulata
k: Digitaria californica
10 µm 10 µm 10 µm
Fitólitos:
- A sílica assume a forma celular das plantas
Mudanças Ambientais e Climáticas
Figueirinha I Shell moundBalneário Camboriú - Santa Catarina State
Algodão Shell moundAngra dos Reis - Rio de Janeiro State
Ocupação Pré-histórica - Sambaquis
Algodão Shellmound
Angra do Reis
7050 cal BP
Usiminas Shellmound
Cabo Frio Island
Arraial do Cabo
1300 cal BP
Rio das Ostras
AraruamaSaquarema
Niterói Cabo Frio
Arraial do Cabo
Armação dos Búzios
Angra dos Reis Rio de Janeiro
Ilha Grande
Ocupação Pré-histórica - Sambaquis
Datação por Radiocarbono
A datação por radiocarbono é
normalmente aplicada a amostras como
carvões e restos de ossos…
… conchas terrestres e marinhas …
… otólitos de peixes
Datação por Radiocarbono
Datação por Radiocarbono
Ocupação Pré-histórica - Sambaquis
Ocupação Pré-histórica - Sambaquis
Sambaqui da TariobaOcupação:
3818-3691 cal BP a
3339-3160 cal BP
Marine
Atmospheric
https://c14.arch.ox.ac.uk/embed.php?File=oxcal.html
Acurácia na datação por 14C: Calibração
Marine
Atmospheric
https://c14.arch.ox.ac.uk/embed.php?File=oxcal.html
Acurácia na datação por 14C: Calibração
Marine
Atmospheric
https://c14.arch.ox.ac.uk/embed.php?File=oxcal.html
Acurácia na datação por 14C: Calibração
CARBON CYCLE
Acurácia na datação por 14C: MRE
Marine
Atmospheric
https://c14.arch.ox.ac.uk/embed.php?File=oxcal.html
R(t) = R + ∆R
R (t) = Reservoir AgeR = Global Reservoir Age
∆R = Local Reservoir Age
MRE
Acurácia na datação por 14C: MRE
Acurácia na datação por 14C: MRE
Marine reservoir effect on the Southeastern coast of Brazil: results from the Tarioba shellmound paired samples
Local MRETarioba shellmound
∆R = -127 ± 67 14Cy
Iphigenia brasiliana
Charcoal
Acurácia na datação por 14C: MRE
Acurácia na datação por 14C: MRE
Marine reservoir corrections on the Southeastern coast of Brazil: paired samples from the Saquarema shellmound
1 - Anomalocardia brasiliana (mollusk shell)
2 - Neritina virginea (mollusk shell)
3 - Micropogonias furnieri(fish otolith)
1 2 3
Charcoal
Local MRESaquarema shellmound
∆R = -140 ± 66 14Cy
Acurácia na datação por 14C: MRE
Acurácia na datação por 14C: MRE
Thaumastus achilles
LimestoneProblem
Acurácia na datação por 14C: MRE
Identificação da Fração Biogênica
Polyethylene (PET) samples of different biogenic fractions
Biogenic fractions were calculated according to Standard Test Methods
Identificação da Fração Biogênica
Cronologia de Registros Históricos
Formerly believed to be as old as the 10th century
Paleographic and stylisticstudies revealed features that
could be associated to the year 1560 AD
Avanços na Técnica de 14C-AMS
Reducing the isotopic fractionation
Reducing the background
Avanços na Técnica de 14C-AMS
Friendly graphical user interfaceRun discriminationCathode grouping
Multiple blanks selection
Avanços na Técnica de 14C-AMS
Paleoenvironmental interpretation using diagenesis
Different burial conditionsClimate and sea level changes
Reconstrução Paleoambiental
Impact of the ocean dynamics on MRE
in an upwelling seasonally influenced area
ΔR = 67 ± 33 14C yrCabo Frio region
Estudos Paleoambientais: MRE - Ressurgência
Estudos de Reconstrução Paleoambiental
Pescarias Pré-históricas
Reservatório Atmosférico de Carbono
Avanços na Técnica de 14C-AMS
Redução na quantidade de reagentes e mudança na
temperatura de grafitização
Avanços na Técnica de 14C-AMS
Time do LAC - UFF
Kita Macario Carla Carvalho
Alunos de Pós-Graduação
Amanda Seixas Ana Carolina Goulart
Daniela Bragança Eduardo Alves
Fabiana Oliveira Izabela Hammerschlag
João Terra Juliana dos Santos
Marcelo Muniz Maria Isabela Nascimento
Renata Jou
Alunos de Graduação
Ayrton Assumpção Bruna Pereira Bruna Netto
Ingrid Chanca João Victor Paiva
Lara Gadioli Loise Lima
Luana Ferreira Lucas Medeiros Marcos Campos
Pedro Mallet
Pesquisadores
Paulo Gomes (in memoriam) Roberto Meigikos Roberto Linares
Técnico
Vinícius Moreira
Pós-docs
Luiz Frederico Rodrigues Fabio Lopes Alberto Cid
Maikel Castro