datation, méthodes de - paléontologie.

« La désintégration radioactive peut prendre différentes formes : désintégration alpha, bêta, par capture d'électron.

Ces différents modes de désintégration s'accompagnentparfois de l'émission d'ondes électromagnétiques (X ou gamma) de grande énergie ( voir radioactivité). Les scientifiques caractérisent la radioactivité d'un élément par son temps de demi-vie, ou période radioactive.

C'est le temps au terme duquel la moitié des nucléides del'élément se sont désintégrés.

Par exemple, la période radioactive du carbone-14 est de 5 730 années ; celle de l'uranium-238 est de 4,5 milliards d'années. Les techniques de datation radiométrique se fondent sur la désintégration d'isotopes avec des taux constants.

Lorsqu'un élément radioactif s'est incorporé dans un minéralen formation, l'élément commence à se désintégrer à un taux constant, avec un pourcentage défini de « produits filles » pour chaque intervalle de temps.

Ces « horlogesrocheuses » sont les montres des géologues. 3.3. 2 Carbone-14 Les techniques de radiochronologie au carbone, mises au point pour la première fois par le chimiste américain Willard Libby et ses associés de l'université de Chicago en1947, ont été fréquemment utilisées en archéologie, en anthropologie, en océanographie, en pédologie, en climatologie et en géologie. À travers l'activité métabolique, le taux de carbone-14 dans un organisme vivant est constamment en équilibre avec le taux de carbone-14 dans l'atmosphère et / ou dansl'océan.

À la mort d'un organisme, le carbone-14 commence à se désintégrer à une vitesse connue, et il n'est plus remplacé par le carbone atmosphérique.

Ladésintégration rapide de carbone-14 limite généralement la période de datation approximativement à 30 000 ans.

L'incertitude sur la mesure augmente avec l'âge del'échantillon. La précision de la datation dépend de la mesure de la période radioactive, des variations des taux de carbone-14 atmosphérique et de la pollution.

On a montré que laquantité de carbone-14 produite en haute atmosphère subit des variations au cours du temps, liées aux variations du champ magnétique terrestre.

L'échelle de temps duradiocarbone présente d'autres inconvénients : des erreurs, de 2 000 à 5 000 ans, peuvent se produire.

Enfin, une pollution de l'échantillon, qui est le problème le plusgrave, peut être causée par des infiltrations d'eaux souterraines par l'incorporation de carbone plus ancien ou plus récent.

Ainsi, les datations au carbone sont difficiles àétablir avec précision.

En archéologie, les datations au carbone-14 sont données par rapport à 1950 et notées BP (before present), avec une marge de plus ou moins un certain nombre d'années, ce qui donne une large marge d'incertitude.

La corrélation avec la dendrochronologie pour les dates pouvant êtres couvertes par cette dernière(moins de 10 000 ans BP) donne des datations beaucoup plus fiables, ce qui n'est pas le cas au-delà.

Depuis les années quatre-vingt, les datations au radiocarbone ontgagné en fiabilité avec l'utilisation de l'accélérateur de particules lié au spectrographe de masse, et ne nécessitent plus pour effectuer des analyses que des échantillons dequelques grammes au lieu de plusieurs dizaines.

On peut ainsi dater une particule de charbon de bois, composant par exemple un trait d'une fresque préhistorique, plutôtque la totalité du bâton ayant servi à le tracer. 3.3. 3 Potassium-argon La désintégration radioactive d'isotopes de potassium en argon est très utilisée pour dater les roches.

Les géologues sont capables de dater de nombreux types de roches decette façon, car le potassium-40 est abondant dans les micas, les feldspaths et les hornblendes.

L'évaporation de l'argon peut poser un problème si la roche a été exposée àdes températures supérieures à 125 °C.

En effet, l'âge mesuré reflète le dernier épisode d'exposition à la chaleur plutôt que l'âge originel de formation de la roche.

Ladatation par le potassium-argon couvre des périodes allant de 100 000 à plusieurs millions d'années.

La collecte d'échantillons demande une étude précise du contextegéologique.

En archéologie, elle ne permet pas de dater directement les objets, mais les couches dans lesquelles ils ont été trouvés. 3.3. 4 Rubidium-strontium Utilisée pour dater les roches magmatiques et les roches métamorphiques ainsi que les échantillons lunaires, cette méthode est fondée sur la désintégration bêta durubidium 87 en strontium 87. 3.3. 5 Thorium-230 La méthode des proportions de thorium permet de dater les sédiments océaniques plus anciens que ceux accessibles par les méthodes de datation au carbone-14, et plusrécents que ceux relevant d'une datation par thermoluminescence.

L'uranium présent dans l'eau de mer donne lieu à une suite de désintégrations qui aboutit au thorium-230 (également nommé ionium), dérivé de l'uranium-238, qui a une demi-vie de 80 000 ans, et au protactinium 231, dérivé de l'uranium-235, qui a une demi-vie de34 300 ans.

Tous deux radioactifs, ils sont précipités dans les sédiments marins dans les mêmes proportions mais à des taux différents.

Leur proportion respective changerégulièrement avec le temps, montrant des différences d'autant plus importantes que les sédiments sont anciens.

Une échelle de temps peut être mise au point de cettemanière. Dans la méthode utilisant le déficit en thorium-230, l'âge des coquillages ou des coraux fossilisés datant de 10 000 à 250 000 ans est fondé sur le fait que l'uranium-238 etl'uranium-224, entrés dans la composition du carbonate lors de sa formation ou de son enfouissement, ne sont pas encore à l'équilibre avec le thorium.

Des relations dedéséquilibre identiques peuvent être utilisées pour dater les carbonates dans les sols.

Cette méthode est un complément à celle du carbone-14. 3.3. 6 Plomb La datation plomb-alpha, ou de Larsen, est estimée par spectrographie en déterminant le contenu total de plomb et l'activité alpha (teneur en uranium-thorium) de lazircone, de la monazite ou de la xénolite.

Elle est appliquée aux roches formées après le précambrien.

Dans la méthode uranium-plomb, l'âge d'un matériau géologique estcalculé d'après les taux de désintégration radioactive connus de l'uranium-238 en plomb-206 et de l'uranium-235 en plomb-207.

Couplés aux taux de désintégration duthorium-232 en plomb-208, trois âges indépendants peuvent être obtenus pour le même échantillon.

Cette méthode s'applique principalement aux matériaux d'âgeprécambrien. 3.3. 7 Traces de fission La méthode de datation par traces de fission concerne les dommages radioactifs causés par des particules nucléaires dans un minéral (ou verre) par la fission spontanée desimpuretés d'uranium-238.

La datation est calculée en comparant la densité de traces de fission spontanée avec des traces de fission induite volontairement.

Cette méthodes'applique bien aux micas, aux tectites et aux météorites.

Elle a été employée pour permettre de dater des périodes allant de 40 000 années à 1 million d'années, intervallequi n'est pas couvert par le carbone-14 ou les méthodes potassium-argon.

Cependant, les roches soumises à des températures élevées ou exposées au bombardement desrayons cosmiques à la surface de la Terre peuvent donner des âges erronés.. »