Pessenda-2001-Radiocarbon-dating-of-total-soil-or-tradução

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Este artigo se concentra nas comparações da datação 14C do MOS (solo total) e da fração humina, que é provavelmente o 
composto orgânico mais estável e, teoricamente, o mais antigo e representativo da idade do solo (Balesdent 1987; Balesdent 
e Guillet 1992; Becker -Heidmann e outros 1988). A validade da datação humin é verificada por comparação com as idades 
14C de carvão coletado em profundidades semelhantes em diferentes regiões brasileiras (Pará, Minas Gerais, São Paulo e 
Paraná). Este estudo faz parte de um grande projeto que visa usar isótopos de carbono para reconstruir mudanças na 
paleovegetação durante o Pleistoceno Superior e Holoceno no Brasil (Pessenda et al. 1996a, 1996b, 1998, 2000).
LCR Pessenda1,2 • SEM Gouveia1 • R Aravena3
Amostras para comparação entre a MOS total (solo total) e a datação da fração humina foram coletadas em Londrina (PR), 
Jaguariúna, Piracicaba e Botucatu (SP), Alta
Um material alternativo são os fragmentos de carvão encontrados nos solos (Soubiès 1980; Saldarriaga e West 1986; 
Pessenda et al. 1996, 1998; Gouveia et al. 1999a, Gouveia e Pessenda 2000). Estes são considerados biologicamente inertes 
e fisicamente estáveis em relação às mudanças isotópicas com o ambiente, sendo, portanto, um dos materiais mais 
apropriados para a datação 14C . Mesmo que absorvam compostos orgânicos de outras camadas do solo, um tratamento 
ácido-alcalino-ácido é suficiente para remover essa contaminação (European Science Foundation 1985). Portanto, é possível 
ter uma melhor compreensão dos perfis de idade no solo analisando frações dos horizontes do MOS e comparando-os com o 
carvão fóssil, naturalmente enterrado em profundidades semelhantes.
FRAÇÃO E SUA COMPARAÇÃO COM IDADES 14C DE CARVÃO FÓSSIL
595
1976; Trumbore 1996). Um dos problemas para a datação 14C da MOS é a contaminação por invasão de raízes, infiltração de 
compostos orgânicos dissolvidos na água, influência de microrganismos e da fauna do solo, resultando no rejuvenescimento 
das idades obtidas (Nowaczyk e Pazdur 1990).
DATAÇÃO POR RADIOCARBONO DE TOTAL DE MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E HUMINA
A datação por radiocarbono da matéria orgânica do solo (MOS) é um assunto polêmico, principalmente devido à complexidade 
da formação do solo. Diferentes estudos mostraram que o SOM é formado por diferentes componentes com diferentes idades 
(Campbell et al. 1967; Scharpenseel et al. 1968; Martel e Paul 1974; Goh et al.
https://doi.org/10.1017/S0033822200041242 Publicado online pela Cambridge University Press
ABSTRATO. Durante a última década, a datação por radiocarbono tem sido amplamente utilizada em diversas regiões do Brasil para 
fornecer informações sobre a cronologia do solo em estudos paleoambientais. Este artigo apresenta dados de 14C de matéria orgânica do 
solo (MOS), fração de humina e carvão vegetal em vários perfis de solo sob vegetação natural de diferentes localidades do Brasil (regiões 
norte, central e sudeste). O objetivo principal é comparar a datação 14C obtida da MOS total com a humina, a fração mais antiga da MOS. 
Para validar as idades da humina, esses dados são comparados com a idade do carvão coletado em profundidades semelhantes. As idades 
de 14C obtidas em carvão foram, na maioria dos casos, concordantes com a fração humina considerando os erros experimentais, ou 20% 
mais antigas em média. As datas obtidas da MOS total apresentaram idades significativamente mais jovens do que a fração humina, 
indicando contaminação por carbono mais jovem. Esses resultados mostram que a fração humina é considerada um material confiável para 
datação por 14C em solos. No entanto, as idades da fração humina podem ser assumidas como as idades mínimas para o carbono nos solos.
1 Laboratório 14C do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP, 13416–000, Brasil 2Autor 
para correspondência. E-mail: pessenda@cena.usp.br.
3Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Waterloo, Waterloo, Ontário, N2L 3G1, Canadá
INTRODUÇÃO
MÉTODOS
Locais de estudo
© 2001 pelo Conselho de Regentes do Arizona em nome da Universidade do Arizona
RADIOCARBON, Vol 43, Nr 2B, 2001, p 595–601
Anais da 17ª Conferência Internacional 14C , editada por I Carmi e E Boaretto
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https://doi.org/10.1017/S0033822200041242
Figura 1 Mapa do Brasil mostrando os locais de estudo
Humaitá (AM)
(USDA)
floresta semidecídua
Jaguariúna (SP)
Piracicaba (SP)
Londrina (PR)
floresta semidecídua
7°31ÿS, 63°2ÿW
Latossolo
mesofítico
Floresta tropical
Distropepta
23°19'S; 51°22ÿW
mira (Estado do Pará) e Humaitá (Estado do Amazonas) (Figura 1). Para a comparação entre a humina e o carvão vegetal, os 
locais de amostragem foram Salitre (MG), Jaguariúna, Anhembi e Botucatu (SP). Todos os solos estavam sob vegetação natural 
(Tabela 1).
floresta semidecídua
Local (estado)
Latossolo
Botucatu (SP)
Taxonomia do solo
Savana/floresta 
tropical
Vegetação
floresta semidecídua
Salitre (MG)
23°S; 48°W 
22°40'S; 47°1'W 
22°45'S; 47°58ÿW 
22°41ÿS; 47°40ÿW 
19°S, 46°46ÿWmesofítico
Anhembi (SP)
floresta semidecídua
596 LCR Pessenda et al.
Localização
Latossolo
Altamira (PA) Alfissolo 3°30'S; 52°53ÿW
Latossolo
floresta semidecídua
Tabela 1 Solo, tipos de vegetação e localização das regiões de estudo
Alfissolo
https://doi.org/10.1017/S0033822200041242 Publicado online pela Cambridge University Press
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https://doi.org/10.1017/S0033822200041242
597
A fração humina foi extraída do solo total usando tratamento ácido-alcalino-ácido (Pessenda et al. 1996a). As análises 
de 14C foram realizadas no Laboratório Isotrace da Universidade de Toronto (Canadá) empregando a técnica AMS.
Os resultados da datação 14C do solo total e fração humin dos solos coletados em seis localidades em diferentes 
áreas brasileiras estão listados na Tabela 2. Os perfis de idade 14C para a MOS e fração humin mostram a tendência 
esperada de idades mais avançadas com a profundidade (Figura 2). Uma exceção é a inversão de idade no solo total 
na profundidade de 140-150 cm em Altamira. Em geral, as idades SOM são significativamente mais jovens do que as 
idades 14C obtidas em amostras de humina. Esse padrão também foi relatado em outros estudos (Balesdent 1987; 
Balesdent e Guillet 1992; Becker-Heidmann et al. 1988). O solo de Altamira apresentou a maior diferença de idade 
entre os solos analisados neste estudo. Em relação aos perfis individuais, as maiores diferenças de idade são 
observadas nas camadas rasas atingindo valores de até 209% no solo Londrina (Tabela 2). Isso pode estar relacionado 
à maior concentração de teores de carbono (principalmente ácidos fúlvicos e húmicos) presentes na superfície do solo, 
em comparação com as partes mais profundas do perfil, que contribuem significativamente no processo de 
rejuvenescimento da MOS total. Alguns solos (Botucatu, Londrina, Altamira e Humaitá) mostram uma tendência de 
diminuir a diferença de idades com a profundidade(Figura 2) sugerindo que as camadas rasas são mais afetadas pela 
entrada de carbono mais jovem do que as camadas mais profundas.
Datação por Radiocarbono da Matéria Orgânica do Solo e Fração de Humina
Amostras de solo foram coletadas em escavações de 100 cm×200 cm×250 cm de profundidade. A amostragem 
envolveu a coleta de até 10 kg de material em intervalos de 10 cm. As amostras foram secas a 60 °C até peso constante 
e peneiradas. Quaisquer restos vegetais remanescentes foram removidos por flotação em HCl 0,01M. O solo total foi 
então seco novamente até peso constante e as análises de 14C foram realizadas no Laboratório de Radiocarbono do 
Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Brasil), usando o método do benzeno e contagem de cintilação líquida 
(Pessenda e Camargo 1991).
A influência do carbono mais jovem também pode estar relacionada ao tipo de vegetação. Em Humaitá I, a humina na 
camada de 90-100 cm era 67% mais velha em comparação com a MOS. Em Humaitá II, essa diferença foi de 
aproximadamente 114%. Considerando a distância entre esses perfis (2 km), esse padrão provavelmente pode estar 
relacionado ao fato de que a decomposição da biomassa é significativamente maior sob a floresta (trincheira II) do que 
na área de transição cerrado-floresta (trincheira I). Portanto, um maior aporte de matéria orgânica recente por meio da 
atividade biológica e percolação foi incorporado à MOS, contaminando o perfil e, consequentemente, tornando-o mais 
jovem.
https://doi.org/10.1017/S0033822200041242 Publicado online pela Cambridge University Press
Nos sítios Humaitá e Botucatu os solos foram coletados em duas trincheiras separadas por aproximadamente 2 km e 
1,5 km, respectivamente, denominadas Humaitá I, Humaitá II e Botucatu I, Botucatu II.
Resumindo, em todos os casos as idades da humina foram significativamente mais antigas do que o total de amostras 
de solo nas mesmas profundidades. Provavelmente isto está relacionado com a presença dos ácidos fúlvico e húmico, 
compostos do solo total que rejuvenescem a MOS. Durante o tratamento químico, esses ácidos são removidos e, 
consequentemente, a fração residual de humina torna-se mais velha.
O carvão vegetal foi coletado manualmente de amostras de solo e submetido ao tratamento ácido alcalino-ácido 
convencional (Pessenda e Camargo 1991). As análises de 14C foram realizadas no Laboratório de Radiocarbono do 
Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Brasil) e as pequenas amostras foram analisadas no Laboratório Isotrace da 
Universidade de Toronto (Canadá). Os resultados são representativos da idade média dos fragmentos de carvão nas 
camadas de 10 cm de profundidade.
Amostragem e Aspectos Analíticos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Solo Total e Fração de Humina
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Figura 2 Comparação entre as idades totais do solo e da humina
aRelativo ao solo total 
bPessenda et al. 1996b 
cGouveia et al. 1999b 
dPessenda et al. 1998
Altamira b
18 
23 
25
80–90 
150–160 
200–210
3440 ± 120 
4260 ± 110 
4400 ± 120
Humaitá IId
Jaguariúnac
60–70 
120–130 
180–190
humin
1440 ± 70 
(1870) 2790 
± 80 3640 ± 
90 (4230) 
4800 ± 80 
(5650) 4390 
± 90
3570 ± 130 67
28 
41
Londrinabe
3760 ± 80 
4720 ± 80 
5970 ± 80
176 
144
2360 ± 60 
6130 ± 90
2690 ± 60 
4500 ± 70 
5750 ± 70
Solo total
Botucatu IC
14C (BP)
—
Id Humaitá
4430 ± 90 
5820 ± 70 
7490 ± 350
209 
29 
16
820 ± 60 
2390 ± 60 
9340 ± 120
Sites
40–50 
90–100 
170–180
Piracicaba b
13
114 
33
90–100
70–80 
90–100 
110–120
3930 ± 80 
5110 ± 60 
6490 ± 120
Profundidade (cm)
2680 ± 70 
3030 ± 70 
3260 ± 70 35
40–50 
50–60 
70–80 
90–100 
100–110 
110–120 
130–140 
140–150
113 
100 
91 
79 
74
90–100 
180–190
(3970) 
4570 ± 80 
(5950) (7270) 
8100 ± 110 
(8590) 9810 ± 
140
5960 ± 260
46 
14
2530 ± 70 
3090 ± 70 
10.800 ± 110
Diferença (%)
—
5040 ± 530 
8170 ± 430
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598 LCR Pessenda et al.
Tabela 2 Datação 14C das amostras de solo total e humina em relação à profundidade do solo. Os 
valores entre parênteses foram estimados para interpolação e utilizados para efeito de comparação.
a
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https://doi.org/10.1017/S0033822200041242
aRelativo à humina 
bPessenda et al. 1996a
cGouveia et al. 1999b; Gouveia e Pesca 2000
No entanto, na ausência de carvão, a fração humina é provavelmente o melhor material para datação 14C , mas essas datas 
devem ser consideradas como idades mínimas da MOS.
Concordante
Tabela 3 Idades 14C da humina e do carvão em relação à profundidade do solo em cinco locais de estudo
Salitrebe
6940 ± 80
3930 ± 80 
5110 ± 60 
6490 ± 120
Em geral, as idades dos carvões foram semelhantes e/ou mais antigas que as da humina, exceto por dois conjuntos de dados 
que mostram idades mais jovens para os carvões (Tabela 3). Os perfis de idade obtidos nos solos Salitre e Jaguariúna 
apresentam o mesmo padrão (Figura 3). As amostras que cobrem o primeiro metro mostram idades semelhantes para o 
carvão e a humina. Então, abaixo de 150 cm o carvão é até 27% mais velho que a humina. Outro padrão distinto é observado 
no solo de Botucatu (II), que apresenta idades mais avançadas para o carvão em relação à fração humina, exceto no horizonte 
mais profundo do solo, que apresenta idades significativamente mais jovens para o carvão (Tabela 3). Como a amostra era 
representativa de um fragmento muito pequeno (como pode ser observado pelo alto erro analítico/incerteza de ± 450), esse 
carvão provavelmente foi transportado de camadas rasas pela fauna do solo. O outro perfil de idade de Botucatu mostra uma 
idade ligeiramente mais jovem para o carvão no horizonte raso do solo e idades semelhantes para ambos os materiais datados 
nos horizontes mais profundos do solo. Esses resultados mostram as complexidades da ciclagem de carbono em solos e suas 
implicações para a avaliação do material mais adequado para a datação de carbono do solo por 14C .
Jaguariúnac
Carvãohumin
anhembi
3040 ± 180 
5500 ± 70 
6080 ± 300
–23 (exceção) 8
4770 ± 70 
4840 ± 220 
5820 ± 70 
7490 ± 350
3810 ± 8090–100
2500 ± 60 
2440 ± 60
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botucatu II
190–200
599
Concordante
14C BP
Concordante
Botucatu I
50–60 
90–100 
120–130 
180–190
5550 ± 80
Para avaliar e restringir as idades de humina, esses resultados foram comparados com idades de 14C obtidas em fragmentos 
de carvão coletados nas mesmas profundidades. Essa comparação é apresentada na Tabela 3 e na Figura 3.
0–10 160 ± 75
Sites
70–80 
110–120 
150–160 
200–210 22
19 
13 
–36
2490 ± 100 
3880 ± 50 
5010 ± 50 
6460 ± 70
Profundidade (cm)
5930 ± 100 
8790 ± 100
Diferença (%)a
Datação por Radiocarbono da Matéria Orgânica do Solo e Fração de Humina150–160
4800 ± 110 
4550 ± 70 
6330 ± 70 
9120 ± 90
11
2520 ± 60 
2700 ± 60
40–50 
60–70
3080 ± 70 
4630 ± 80 
5660 ± 270 
4150 ± 450
Concordante 9
Concordante 
7 27
240 ± 70 
3700 ± 80
60–70 
120–130 
180–190 Concordante
24
Fração de Humina e Carvão
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https://doi.org/10.1017/S0033822200041242
Este estudo, realizado em oito solos representativos de uma vasta região do Brasil, mostrou claramente que 
a MOS não é um material adequado para datação por 14C . As datas 14C obtidas no SOM são 
significativamente mais novas do que as datas obtidas na fração humina. Este estudo também mostrou que 
a fração humina é o material mais confiável para datação por 14C em solo sem carvão. Em geral, houve uma 
boa concordância das idades entre a fração humina e carvão enterrado em todos os solos estudados. Alguns 
horizontes de solo mostram que as idades do carvão eram cerca de 20% mais antigas que as da humina. 
Algumas exceções mostram a tendência oposta. Portanto, as datas 14C obtidas na fração humina devem ser 
consideradas como a idade mínima da MOS. Recomenda-se datar tanto a fração humina quanto o carvão 
vegetal em estudos de solo que tratem da reconstrução da vegetação pregressa em ecossistemas compostos 
por comunidades de vegetação florestal e savânica.
Agradecemos o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), nº 
95/3037–2, 95/5047–5, 96/1447–1, 96/12777–2, e do PRONEX nº 41.96.0938.00. Agradecemos também a 
MVL Cruz pelas análises de 14C .
https://doi.org/10.1017/S0033822200041242 Publicado online pela Cambridge University Press
600 LCR Pessenda et al.
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REFERÊNCIAS
CONCLUSÕES
AGRADECIMENTOS
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Datação por Radiocarbono da Matéria Orgânica do Solo e Fração de Humina 601
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