Datação por AMS de ossos, dentes e chifres

Ossos – são recomendados os ossos corticais de boa qualidade, encontrados nos maiores ossos do corpo (fêmur, tíbia, úmero, maxilar, crânio e, às vezes, costelas). A preservação de ossos esponjosos, como bola e soquete, vértebra e similares pode sofrer em condições adversas, e ossos desse tipo podem não conter colágeno suficiente para a datação por AMS. No caso de ossos de pássaros e peixes, favor consultar o laboratório sobre a quantidade necessária de amostra.

Dada a baixa densidade dos ossos de pássaros, o teor de colágeno por unidade de grama é bem menor do que em ossos de outros animais. Além disso, é comum que se encontre ossos de pássaros em pouca quantidade. Já houveram datações radiocarbônicas bem-sucedidas de até 300 mg de ossos de pássaro, no caso de material bem preservado. É preciso considerar a fonte da alimentação e a possibilidade do efeito reservatório.

Dentes – no que diz respeito a dentes humanos, são preferíveis os incisivos ou caninos inteiros. Amostras de molar precisam ter as quatro raízes. Quanto a dentes de animais, a quantidade de material depende do animal; se for um grande mamífero, um dente basta. No caso de animais pequenos, por favor consulte o laboratório sobre a quantidade adequada.

Chifres – pedaços, lascas e aparas são as melhores amostras para a análise. Se as suas amostras já estão pulverizadas, entre em contato para discutirmos.

Aceitamos colágeno extraído de ossos para a datação por radiocarbono. No entanto, o material será reportado como “material orgânico” no laudo final, em vez de “colágeno ósseo”. Isso se deve a uma exigência da certificação ISO/IEC 17025:2017, que dita que se o próprio laboratório não realiza os pré-tratamentos químicos e/ou extrações, não pode atestar um material específico datado porque as etapas que afetam a qualidade da amostra estiveram fora do controle e do âmbito da certificação.

Não coloque amostras de colágeno extraído diretamente em sacos plásticos. Antes de colocar uma amostra dentro do saco, envolva-a em alumínio, ou ponha-a dentro de um frasco de plástico ou vidro com tampa de rosca.

O teor orgânico do esmalte é baixo demais para a análise por Carbono-14. O que pode ser analisado é sua fração de carbonato. Um só dente é suficiente para a datação por AMS.

Termo de responsabilidade: Sabe-se que em certas configurações ambientais, o esmalte dentário carbonatado, quando datado por 14C, pode produzir idades imprecisas devido à contaminação de carbonatos secundários encontrados no solo, água ou outras fontes. Se a sua amostra foi sujeita a tal contaminação, as metodologias atuais de pré-tratamento podem não sanar isso de forma adequada. Recomendamos que você esteja ciente disso ao interpretar os resultados da datação de carbonato de esmalte dentário. Existem várias publicações que discutem as questões envolvidas. Na maioria dos casos, os resultados mostram datas mais recentes que o momento real do óbito, e esse viés pode ser significativo.

Por favor consulte o laboratório antes de enviar amostras de ossos submersos em água ou sedimento úmido. A água pode provocar a lixiviação das proteínas de colágeno, deixando apenas o carbonato ósseo. Assim, é possível que a quantidade de colágeno dos ossos seja demasiadamente limitada.

Não recomendamos o envio de amostras de ossos pulverizados ou triturados para análise, pois normalmente não permitem um pré-tratamento que garanta a precisão dos resultados. Esse tipo de amostra precisa ser descontaminada de impurezas aderentes ou invasivas ocorridas antes da pulverização ou trituração e, muitas vezes, isso requer abrasão física da superfície e tratamentos químicos.

O pré-tratamento de amostras de ossos não cremados começa com a extração do colágeno, que é o material a ser datado. A qualidade do colágeno é avaliada pela observação visual do material e de sua extração.

Primeiramente, avaliamos a friabilidade da amostra. Friabilidade em excesso costuma indicar a possível ausência da fração de colágeno (pois a proteína óssea basal atua como um “agente de reforço” dentro da estrutura de apatita cristalina).

Para avaliar a qualidade do colágeno preservado, a amostra tem sua superfície exposta removida física ou quimicamente e, em seguida, é desmineralizada em ácido diluído ou frio para eliminar toda a apatita e carbonatos. O colágeno é então dissecado e inspecionado para verificar se contém radículas que, quando presentes, são removidas em uma reposição de soluções ácidas.

A próxima etapa é uma inspeção visual minuciosa da qualidade do colágeno. Se o colágeno estiver em más condições de preservação, o laboratório entra em contato com o cliente para discutir antes de ir adiante com a análise. Se o colágeno passar a inspeção visual, recebe hidróxido de sódio (NaOH) para remover contaminantes húmicos e orgânicos exógenos. Este passo é, em geral, altamente destrutivo para o colágeno, mas produz uma amostra limpa para a datação por radiocarbono. Após um enxágue final de ácido, o colágeno é seco e seu δ13C é medido. Se o resultado de δ13C for razoável, a amostra segue para a datação por AMS. Se não for, o laboratório contata o cliente antes de proceder.

A extração do colágeno pode ser feita com ou sem álcali. “Com álcali” significa um pré-tratamento adicional com hidróxido de sódio (NaOH) para garantir a ausência de ácidos orgânicos secundários. “Sem álcali” quer dizer que não há pré-tratamento com NaOH devido às más condições de preservação, que poderia resultar na remoção de todos os materiais orgânicos presentes.

A ultrafiltração é a filtragem do colágeno através de um filtro ultrafino em altas rotações por minuto, e é uma medida adicional para eliminar ácidos húmicos. São cobradas taxas adicionais pela ultrafiltração; entre em contato para obter mais detalhes.

Observação – a ultrafiltração nem sempre melhora a precisão de uma data de radiocarbono. Esse pré-tratamento adicional fraciona o carbono na amostra. Em teoria, os ácidos húmicos passam pelo filtro e deixam o colágeno para trás. Dependendo do estado de conservação do colágeno, essa teoria nem sempre se aplica. Às vezes, amostras ultrafiltradas podem apresentar datas tanto mais velhas quanto mais novas do que amostras cujo colágeno foi extraído apenas com álcali. As condições únicas de sepultamento, de preservação e de contaminação de um osso vão determinar a utilidade deste pré-tratamento adicional.

Ossos que foram sujeitos a aquecimento de baixa temperatura (inferior a 600°C) geralmente têm manchas pretas, azuis ou cinzentas nas superfícies externas ou no interior. Isso indica que nem todas as gorduras e proteínas foram queimadas e, portanto, a osteocalcina não foi completamente convertida em carbonato estrutural.

O grau de aquecimento e condições de enterro determinam se um osso aquecido pode ser datado pela técnica AMS. Não é possível prever o que pode ser recuperado de um osso aquecido. Às vezes, pode-se obter colágeno suficiente para a datação desse tipo de amostra. Em outras ocasiões, é possível recuperar material orgânico, mas que não é identificado como colágeno. A análise feita em “material orgânico ósseo residual” pode resultar em uma data razoável, mas é preciso interpretá-la com cuidado.

Pré-tratamento: extração de colágeno, ácido/álcali/enxágue de ácido.

Não há taxa de cancelamento para a amostra de osso aquecido se ela for determinada como inadequada para a datação após os pré-tratamentos.

A queima em alta temperatura pode ser um evento útil na história de uma amostra de osso. Se o calor foi suficiente para carbonizar o colágeno, o carbono no osso é muito estável, resistente à contaminação, e facilmente extraído por tratamento completo com ácido e álcali, como o aplicado a amostras de carvão vegetal.

Um osso que foi completamente carbonizado por dentro e por fora parece um pedaço de carvão. Esse tipo de osso é geralmente carbonizado em um ambiente de oxigênio muito baixo e em temperatura inferior a 600°C durante um longo período de tempo. A osteocalcina é queimada e o que sobra são apenas as gorduras e proteínas (colágeno) carbonizadas. Este tipo de osso queimado pode ser datado, mas o pré-tratamento poderá limitar-se a enxágues de ácido para remover carbonatos. Muitas vezes o osso é frágil demais para permitir uma extração com álcali para remover os eventuais ácidos húmicos presentes na área de coleta da amostra.

O grau de carbonização do osso determina se ele vai produzir uma data radiocarbônica ou não. Há alguns fatores especiais a considerar sobre ossos aquecidos em baixa temperatura. Se houver proteína carbonizada, o osso pode ser uma ótima amostra para a datação por AMS. Nesse caso, o carbono é resistente à deterioração e pode ser totalmente pré-tratado em laboratório. Se a proteína estiver parcialmente carbonizada, provavelmente estará danificada e altamente suscetível à degradação. Amostras assim não podem ser totalmente pré-tratadas (ou identificadas como proteína) em laboratório.

Geralmente, se o osso é totalmente esbranquiçado, não contém colágeno carbonizado. Se o osso é preto ou azul, há alguma chance de datação via o colágeno restante carbonizado. A única maneira de saber é aplicar um pré-tratamento.

Não há taxa de cancelamento para a amostra de osso queimado se ela for determinada como inadequada para a datação após os pré-tratamentos.

Pré-tratamento: – ácido forte/álcali/enxágue de ácido.

Um osso não queimado é pré-tratado pela extração das proteínas de colágeno. Esse é o material mais confiável a ser datado nesse tipo de osso.

O estado de preservação e a qualidade do colágeno são muito importantes. Isso pode ser avaliado durante o pré-tratamento. Se a qualidade do colágeno for boa, o pré-tratamento é continuado (ácido/álcali/enxágue de ácido). Se a qualidade do colágeno for ruim, o laboratório consulta o cliente sobre o cancelamento da análise (poderá haver custos parciais).

Após a avaliação inicial do colágeno, ele é seco e tem a razão Carbono-13/Carbono-12 medida. Se o resultado dessa análise for razoável, o laboratório segue para a datação por AMS. Se o resultado analítico da razão 13C/12C não for satisfatório, a datação por AMS poderá ser cancelada a pedido do cliente.

Não há taxa de cancelamento para a amostra de osso se ela for determinada como inadequada para a datação após os pré-tratamentos.

Pré-tratamento: extração de colágeno seguida de àcido/álcali/enxágue de ácido (ultrafiltração realizada mediante solicitação).

Esse tipo de osso foi queimado a uma temperatura superior a 600°C durante tempo suficiente para queimar todo o colágeno, as gorduras e as proteínas. Esses ossos são geralmente de cor branca e, se partidos, completamente brancos por dentro também.

Quando o osso é exposto ao calor acima de 600°C, sua osteocalcina (apatita) é convertida em carbonato estrutural. Esse é o carbonato que é datado. O carbonato estrutural é muito resistente à mudança e é dificilmente contaminado após a cremação, e por isso é considerado uma boa substância para uma datação por AMS confiável.

Na ausência de colágeno carbonizado, é disponibilizado um método para datar a fração de carbonato no osso cremado. O método foi publicado e aceito em 2000 na 17ª Conferência Internacional de Radiocarbono. Estudos indicam boa concordância entre carvão associado e carbonato ósseo em ossos aquecidos a altas temperaturas. Esse método só deve ser aplicado na ausência de colágeno ou colágeno carbonizado.

Estudos recentes mostraram que o rendimento de carbonato de seções separadas do osso pode indicar uma cremação incompleta. Para testar isto, duas porções do osso são postas à prova de produção de carbonato. Se forem semelhantes, o laboratório prossegue com a datação por AMS. Se o rendimento de carbonato das duas porções forem diferentes, o cliente pode escolher cancelar a análise ou realizar a datação de ambas as porções para comparar as idades (incorrendo no custo de duas análises).

Recomenda-se datar a fração de carbonato de um osso cremado na ausência de colágeno ou colágeno carbonizado. No entanto, é preciso ter cautela, já que não se pode realmente assegurar a remoção completa de carbonatos contaminantes. Se a remoção de todos os carbonatos tiver sido bem-sucedida durante o processo de aquecimento, o óxido de cálcio que sobra poderá ter reagido com o dióxido de carbono do combustível. Neste caso, deve-se considerar a ocorrência do efeito madeira antiga no combustível.