Datation radiométrique
La datation radiométrique (souvent appelée datation radioactive) est un moyen de découvrir l'âge d'une chose. La méthode consiste à comparer la quantité d'un isotope radioactif naturel et de ses produits de désintégration, dans des échantillons. La méthode utilise des taux de désintégration connus. C'est la méthode de géochronologie la plus utilisée, le principal moyen d'apprendre l'âge des roches et d'autres caractéristiques géologiques, y compris l'âge de la Terre elle-même.
Il est utilisé pour dater de nombreux types de matériaux naturels et artificiels. Les fossiles peuvent être datés en prélevant des échantillons de roches au-dessus et en dessous de leur position d'origine. La datation radiométrique est également utilisée pour dater des matériaux archéologiques, y compris des artefacts anciens.
Des méthodes de datation radiométrique sont utilisées pour établir l'échelle des temps géologiques. Parmi les techniques les plus connues figurent la datation au radiocarbone, la datation potassium-argon et la datation uranium-plomb.
Les pierres d'Ale à Kåseberga, à une dizaine de kilomètres au sud-est d'Ystad, en Suède, ont été datées en 600 après J.-C. par la méthode du carbone 14 sur la matière organique trouvée sur le site.
Déclin radioactif
Toute matière ordinaire est constituée de combinaisons d'éléments chimiques, chacun ayant son propre numéro atomique, indiquant le nombre de protons dans le noyau atomique. Les éléments existent dans différents isotopes, chaque isotope d'un élément différant par le nombre de neutrons dans le noyau. Un isotope particulier d'un élément particulier est appelé un nucléide. Certains nucléides sont naturellement instables. C'est-à-dire qu'à un moment donné, un atome d'un tel nucléide se transformera spontanément en un autre nucléide par désintégration radioactive. Cette désintégration peut se produire par émission de particules (généralement des électrons (désintégration bêta), des positrons ou des particules alpha) ou par fission nucléaire spontanée, et par capture d'électrons.
L'équation de l'âge
L'expression mathématique qui relie la décroissance radioactive au temps géologique est :
D = D0 + N(eλt - 1)
où
t est l'âge de l'échantillon,
D est le nombre d'atomes de l'isotope de filiation dans l'échantillon,
D0 est le nombre d'atomes de l'isotope de filiation dans la composition originale,
N est le nombre d'atomes de l'isotope parent dans l'échantillon, et
λ est la constante de décroissance de l'isotope parent, égale à l'inverse de la demi-vie radioactive de l'isotope parent multipliée par le logarithme naturel de 2.
Cette équation utilise des informations sur les isotopes parents et filles au moment où la matière s'est solidifiée. C'est bien connu pour la plupart des systèmes isotopiques. Le tracé d'un isochrone (graphique en ligne droite) permet de résoudre graphiquement l'équation de l'âge. Il indique l'âge de l'échantillon et sa composition d'origine.
Parcelle d'échantillons d'isochrones de samarium-néodyme (Sm/Nd). de la Grande Digue, Zimbabwe. L'âge est calculé à partir de la pente de l'isochrone (ligne) et de la composition originale à partir de l'interception de l'isochrone avec l'axe des y.
Conditions préalables
La méthode fonctionne mieux si ni le nucléide parent ni le produit de filiation ne pénètrent ou ne quittent le matériau après sa formation. Tout ce qui modifie les quantités relatives des deux isotopes (original et fille) doit être noté, et évité si possible. Une contamination de l'extérieur ou la perte d'isotopes à tout moment de la formation initiale de la roche changerait le résultat. Il est donc essentiel de disposer d'un maximum d'informations sur la matière à dater et de vérifier les signes éventuels d'altération.
Les mesures doivent être prises sur des échantillons provenant de différentes parties du corps de la roche. Cela permet de contrer les effets de l'échauffement et de l'écrasement, qu'une roche peut subir au cours de sa longue histoire. Différentes méthodes de datation peuvent être nécessaires pour confirmer l'âge d'un échantillon. Par exemple, une étude des gneiss d'Amitsoq de l'ouest du Groenland a utilisé cinq méthodes de datation radiométrique différentes pour examiner douze échantillons et a obtenu un accord sur un âge de 3 640my dans un délai de 30 millions d'années.
Pages connexes
- L'âge de la Terre
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la datation radiométrique ?
R : La datation radiométrique (souvent appelée datation radioactive) est un moyen de déterminer l'âge d'un objet. Elle utilise des taux de désintégration connus pour comparer la quantité d'un isotope radioactif naturel et de ses produits de désintégration dans des échantillons.
Q : Quels sont quelques exemples de matériaux qui peuvent être datés à l'aide de la datation radiométrique ?
R : La datation radiométrique peut être utilisée pour dater de nombreux types de matériaux naturels et artificiels, notamment les fossiles, les matériaux archéologiques et les artefacts anciens.
Q : Comment fonctionne la datation au radiocarbone ?
R : La datation au radiocarbone fonctionne en prélevant des échantillons de roches au-dessus et au-dessous de la position d'origine du fossile. La méthode utilise ensuite des taux de désintégration connus pour estimer l'âge du matériau étudié.
Q : Quelles sont les techniques courantes utilisées dans la datation radiométrique ?
R : Les techniques courantes utilisées dans la datation radiométrique comprennent la datation au radiocarbone, la datation au potassium-argon et la datation à l'uranium-plomb.
Q : Comment la datation radiométrique est-elle utilisée pour établir l'échelle des temps géologiques ?
R : Les méthodes de datation radiométrique sont utilisées pour établir l'échelle des temps géologiques en fournissant des estimations précises du moment où certains événements se sont produits ou du moment où certains matériaux se sont formés.
Q : Est-il possible d'utiliser la datation radiométrique sur des organismes vivants ?
R : Non, il n'est pas possible d'utiliser les données radiométriques sur les organismes vivants car ils ne contiennent pas d'isotopes radioactifs naturels pouvant être mesurés avec cette technique.
