Questão 57 Fuvest 2023 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 57

Radioatividade Meia Vida

O carbono 14, um isótopo radioativo com meia-vida de 5700 anos, é gerado de forma constante na atmosfera a partir da interação de nêutrons com o nitrogênio atmosférico. Esse ¹⁴C reage com o O₂ e produz ¹⁴CO₂. Em função de seu decaimento e de suas taxas de deposição e formação, a proporção de ¹⁴CO₂ e de ¹²CO₂ na atmosfera é razoavelmente constante ao longo da história geológica da Terra. Esses gases são absorvidos por produtores primários pela fotossíntese, e os isótopos de C são transferidos aos organismos heterotróficos pela teia alimentar.

Com a queima de combustíveis fósseis, produzidos há milhões de anos, quantidades significativas de CO₂ têm sido lançadas na atmosfera, aumentando a concentração desse gás.

Com base no exposto, o CO₂ emitido a partir da queima de combustíveis fósseis

a)	mantém constante a proporção ¹²C/¹⁴C na atmosfera em relação à encontrada no período pré-industrial.
b)	apresenta maior concentração de ¹⁴CO₂ em relação à concentração de CO₂ atmosférico encontrado no período pré-industrial.
c)	contém quantidades iguais de ¹⁴C e ¹²C, dado que as taxas de formação e deposição de ambos são as mesmas.
d)	aumenta a proporção ¹²C/¹⁴C na atmosfera em relação à encontrada no período pré-industrial.
e)	contém apenas ¹⁴CO₂, que é o real causador do aquecimento global por ser um gás de efeito estufa mais eficiente que o ¹²CO₂.

Resolução

O carbono 14 sofre decaimento por emissão de partícula beta:

${}_{6}^{14}C \to {}_{7}^{14}N + {}_{- 1}^{0}β$

Porém, é formado na atmosfera pelo bombardeamento de nitrogênio 14 por nêutrons provenientes de radiação cósmica:

${}_{7}^{14}N + {}_{0}^{1}n \to {}_{6}^{14}C + {}_{1}^{1}p$

O que faz com que a proproção ${}^{12}C / {}^{14}C$ permaneça constante nas moléculas de CO₂ na atmosfera.

Porém, com a queima de combustíveis fósseis, o CO₂ emitido para a atmosfera apresenta uma proporção maior de carbono 12, pois, após a morte do ser vivo, não há mais absorção de carbono 14 incorporado pelos produtores na cadeia alimentar e a meia-vida do carbono 14 é relativamente pequena (5700 anos) comparada ao tempo que os fósseis foram formados (milhões de anos). Sendo assim, após passar um número elevado de meias-vidas, a quantidade residual de carbono 14 que poderia ser transformado em CO₂ atmosférico é menor.

A partir desse entendimento, podemos julgar as alternativas:

a) Incorreta. A queima de combustíveis fósseis, a partir da primeira Revolução Industrial, lança na atmosfera uma quantidade significativamente maior de carbono 12 em relação ao carbono 14.

b) Incorreta. Apresenta menor concentração de ¹⁴CO₂ em relação à concentração de CO₂ atmosférico encontrado no período pré-industrial.

c) Incorreta. As quantidades de carbono 12 e carbono 14 encontrados na atmosfera, nos seres vivos ou nos fósseis não é a mesma, seja antes ou após o início da industrialização. Como o carbono 12 é o isótopo estável, sua quantidade sempre foi maior que a de carbono 14.

d) Correta. Como o CO₂ formado a partir da utilização de combustíveis fósseis desde o início da industrialização contém quantidade muito maior de carbono 12, a proporção ${}^{12}C / {}^{14}C$ aumenta em relação ao período pré-industrial.

e) Incorreta. A quantidade de ¹⁴CO₂ é muito menor do que a de ¹²CO₂ e, além disso, tanto o ¹⁴CO₂ quanto o ¹²CO₂ são causadores do efeito estufa com a mesma eficiência.