LA DATATION des FOSSILES

Il est très important de pouvoir dater les roches et les fossiles que l’on y découvre. Les scientifiques ont imaginé progressivement un certain nombre de moyens pour cela.

Cristal de zircon

Il existe plusieurs méthodes pour dater les roches. L’une d’entre elles, la datation radiométrique, mesure le degré de désintégration de divers isotopes (c’est-à-dire les différentes formes d’un élément chimique) contenus dans des minéraux particuliers de la roche. Une autre technique, la datation paléomagnétique, mesure le magnétisme ancien d’une roche. Une troisième, la datation des traces de fission, consiste à observer les effets de la décomposition de l’uranium dans les cristaux de zircon.

DATATION RADIOMÉTRIQUE

Un procédé consiste à mesurer le degré de désintégration de l’isotope du potassium 40 qui se transforme en un gaz appelé argon 40. Le potassium est un élément courant des minéraux comme les feldspaths, qui se trouvent souvent dans le basalte et autres roches effusives. Une petite proportion du potassium naturellement présent comporte du potassium 40, qui se désintègre à une vitesse régulière, que l’on connaît, pour produire l’argon 40. Quand une roche est en fusion, l’argon qu’elle contient peut alors s’échapper et « l’horloge » se trouve ainsi remontée. Une fois la roche solidifiée, l’argon pris à son piège commence à nouveau à se former. Plus la solidification sera ancienne, plus la quantité de gaz ainsi accumulé sera importante. En mesurant la quantité d’argon 40 par rapport à la quantité de potassium 40, on sait exactement le temps qui s’est écoulé depuis que la roche en fusion s’est solidifiée. Les basaltes formés à partir de la lave sont très répandus. Avec le temps, ces roches éruptives ont formé des couches alternées avec les roches sédimentaires. En datant le potassium et l’argon qu’elles contiennent, il est donc possible de déterminer l’âge des couches de roches sédimentaires situées au-dessus et au-dessous. Les datations potassium/argon ne sont pas les seules utilisées dans la radiochronologie. Il y a aussi les couples rubidium/strontium, uranium/plomb et samarium/néodyme, mais la technique est identique : en mesurant le degré de désintégration de ces isotopes, on évalue avec précision à quand remonte le processus. Les couples d’isotopes qui se désintègrent à des rythmes différents sont utiles pour la datation sur des périodes différentes. L’une des techniques les plus connues est celle de la datation au carbone 14. Un organisme vivant utilise du carbone 14 ainsi que le carbone de l’atmosphère. Le jour ou il meurt, les échanges avec son milieu cessent et le carbone 14 qu’il contient commence à se désintégrer. Comme avec les autres méthodes radiométriques, pour dater le carbone 14, il faut déterminer la valeur de l’isotope qui subsiste dans l’organisme. Mais le carbone 14 se désintégrant assez vite, il ne permet que des datations de moins de 50 000 ans et ne sert donc pas pour celle des fossiles.

DATATION PALÉOMAGNÉTIQUE

Pour des raisons qui ne sont pas tout à fait claires, il arrive que le Nord magnétique de la Terre se trouve au sud et inversement. Ces différentes polarités sont enregistrées dans des roches éruptives qui ont refroidi comme le basalte. Les minuscules particules magnétiques contenues dans la lave s’orientent dans le champ terrestre dominant et gardent leur orientation initiale même quand la lave se solidifie. L’histoire de ces changements de polarité, de durées différentes, est gravée dans les fonds océaniques. Quand l’étude de l’orientation magnétique des basaltes terrestres permet d’établir une correspondance avec l’histoire racontée par les fonds marins, on peut alors déterminer l’âge de ces basaltes et des roches environnantes.

DATATION DES TRACES DE FISSION

Le zircon contient naturellement de l’uranium. L’un des isotopes instables de l’uranium, l’U 238, est soumis au phénomène de fission, une réaction nucléaire au cours de laquelle il se divise pour former un isotope plus stable. Quand cela se produit à l’intérieur d’un cristal de zircon, la séparation est si violente qu’elle provoque de minuscules rayures dans la matrice cristalline. Comme pour toute autre désintégration, celle de l’U 238 se fait à un rythme connu, si bien que plus le zircon sera ancien, plus le nombre de rayures ou traces de fission repérables sera grand. La datation consistera alors essentiellement à compter le nombre de rayures dans les cristaux de zircon.

Le SCHRIMP

CET INSTRUMENT, LE SHRIMP(Sensitive High Resolution Ion Micro Probe) de l'université de Canberra, en Australie, sert à dater les roches et les formes de vie primitive en bombardant d'ions les échantillons de zircon pour libérer les ions d'uranium et de plomb.

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