Datation au
carbone 14
La petite histoire
Comprendre simplement
Domaines de présence
Son interprétation dans l'avenir
Les références
Mais encore …
by Pepe ©
 
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La petite histoire  Up Page
Origine, raisons, hasard
Le procédé de datation par le carbone 14, qui permet de révéler l'âge d'un objet de moins de 40 000 ans, a été développé en 1946 par le physicien américain Willard Frank Libby. Cette découverte lui a valu le prix Nobel de chimie en 1960.

Comprendre simplement  Up Page
Instabilité
Le carbone 14 (14C) est une forme radioactive de l'atome de carbone. Il est instable et après un certain temps se dégrade pour former un atome stable d'azote 14 (14N). En temps normal, après 50,000 ans environ, il ne devrait plus rester de 14C dans l'échantillon: c'est ce qu'on appelle la datation au Carbone 14.
 
Principe
Toute matière vivante en interaction avec le gaz carbonique de l'atmosphère fixe du carbone. Or, ce gaz carbonique contient une petite proportion de carbone 14, élément radioactif naturel.
 
Le cycle du 14C dans la nature
Le carbone 14 (14C) est produit dans la haute atmosphère par l'action de neutrons secondaires sur l'azote (14N) de l'air. Ce nouvel atome s'oxyde rapidement en gaz carbonique (14CO2) et se mêle ainsi à celui de l'air des couches les plus basses de l'amotphère et à celui des eaux continentales et océaniques. Le radiocarbone, intimement mêlé aux deux autres isotopes du carbone (le carbone 12 et le carbone 13) s'intègre alors au cycle naturel du carbone et marque ainsi tous les êtres vivants (animaux et végétaux). La production de carbone 14 dans l'atmophère se fait de façon continue mais il n'y a pas d'accumulation de cet élément car il est radioactif: il se désintègre spontanément pour redonner un atome d'azote. La production de 14C et sa disparition par désintégration s'équilibrent autour d'une faible valeur de carbone 14 conférant une radioactivité naturelle au gaz carbonique de l'atmosphère (13,56 désintégrations par minute et par gramme de carbone). Tant  que les matières carbonées de la biosphère restent en échange avec ce gaz carbonique, elles présentent cette teneur en  carbone 14. A la mort de l'organisme, la fixation du radiocarbone cesse et sa concentration dans les matières organiques mortes ne peut que diminuer avec le temps du fait de sa radioactivité. Connaissant la loi physique de la décroissance de la radioactivité, il est possible en mesurant le taux résiduel de carbone 14 d'une matière carbonée de déterminer le temps écoulé depuis sa mort.
 
La teneur en carbone 14 décroît suivant la période de l'isotope, égale à 5 730 ans (voire aussi 5 568 ans). Une matière carbonée fossile, morte par exemple depuis 5 730 ans, ne contient pluq que 50 % de sa teneur primitive en radiocarbone et présente alors une activité d'environ 7,8 désintégrations par minute et par gramme de carbone. Si elle est morte depuis 11 460 ans (2 fois la période de l'isotope), elle aura une activité d'environ 3,9 désintégrations par minute et par gramme (25 % de l'activité originelle). Au bout de 40 000 ans, il reste moins de 1 % de la teneur primitive.

Domaines de présence  Up Page
14C dans les diamants et le pétrole
Les créationnistes [qui affirment que la terre est jeune] se sont mis à faire des analyses pour détecter la présence de 14C et en ont découvert là où il n'est pas supposé y en avoir, entre autre dans des diamants contenus dans des formations de roche ayant plusieurs millions d'années, selon le système de classification géologique standard, et aussi dans le pétrole.
Cette étude a été faite sous le projet RATE (" Radioactivity and the Age of The Earth " que je traduits par " la radioactivité et l'âge de la terre ") qui réexamine les méthodes de radiodatage qui sont la justification principale de ceux qui affirment que la Terre a 4.5 milliards d'années. Russel Humphreys qui a un doctorat en physique nucléaire et qui a travaillé au Sandia National Laboratories fait partie de l'équipe.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page
Nouvelles hypothèses
John Baumgardner a présenté en décembre 2003 à la réunion annuel de l'AGU (American Geophysical Union, l'union américaine de la géophysique), les détails sur la nouvelle étonnante portant sur le carbone 14 retrouvé dans du diamant.
L'article de Russel Rotta de septembre 2004 que l'on retrouve dans la revue CRSQ (Creation Research Society Quarterly Journal) et qui a comme titre Evolutionary Explanations for Anomalous Radio Carbon in Coal (les explications évolutionnistes sur l'anomalie de retrouver du radiocarbone dans du charbon). Russel nous parle non seulement de cette contamination mais aussi du mécanisme de désintégration alpha en 14C. Il relève le point que ce mécanisme de production du 14C est d'un degré de manitude 5 fois moindre que ce que l'on peut observer dans les fossiles contenant du carbone.
La nouvelle hypothèse de John Baumgardner est que le taux de désintrégation alpha pendant le Déluge était d'un milliard de fois plus haut qu'aujourd'hui. Le projet RATE (Radioactivity and the Age of The Earth) a permis d'avoir des évidences pour cette hypothèse. Ce mécanisme, peu connu de désintégration alpha en 14C explique facilement, non seulement la présence de 14C dans le diamant, mais aussi dans le charbon, le pétrole et en plus pour la plupart du 14C que l'on retrouve dans la biosphère aujourd'hui.

Les références  Up Page
Réseau Pepe
Dossiers de l'Archéologie septembre 2005 n°306
voxdei
 
Pourquoi ce site
Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.
 
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Mais encore …  Up Page
Trois conditions à la datation
Doit être facilement isolé
C'est une condition facilement remplie pour les matériaux carbonés les plus courants sur les sites archéologiques tels que les charbons de bois et les bois. Des traitements chimiques spécifiques permettent d'éliminer facilement tous les carbones qui ont pu se déposer postérieurement sur l'échantillon à dater lors de son enfouissement, en particulier les carbonates de subsitution et les molécules organiques issues de la décomposition des déchets végétaux et animaux (matières humides). Pour les os, on extrait la matière organique de l'os (le collagène) lorsque celle-ci est conservée.
 
Doit provenir de la période de matière carbonée
Cette condition est remplie pour la plupart des matériaux datables issus des sites archéologiques, à l'exception des mortiers de chaux et des tessons de poterie. En effet, dans ces derniers, le carbone peut avoir plusieurs origines (carbone provenant de l'atmosphère, intégré lors de la prise de la chaux et carbone de l'agrégat calcaire utilisé pour faire le mortier, par exemple) et il est actuellement très difficile de sélectionner le carbone à dater.
Par contre, cette condition n'est pas toujours remplie pour les matériaux utilisés en géologie (coquilles, concrétions calcaires, etc.) car le milieu dans lequel on les trouve peut contenir lui aussi du carbone qui se dépose ultérieurement. Ayant les mêmes propriétés chimiques que celui des matériaux, on ne peut as les différencier.
 
Représentatif de l'environnement à dater
Outre les conditions physico-chimiques, on ne date pas un échantillon mais un événement archéologique (ou géologique) par l'intermédiaire d'un échantillon carboné. Il est donc fondamental que l'échantillon soit représentatif de cet événement. Pour connaître l'âge de la réalisation d'une sépulture, on datera un os de la tombe. De même, on prélèvera les charbons d'un foyer pour dater l'activité humaine d'un site. Dans ces deux cas, la date de l'échantillon est bien celle de l'événement archélogique étudié.
Mais tout échantillon dans une couche archéologique n'est pas forcément contemporain du dépôt de celle-ci: il peut soit provenir de niveaux plus anciens remaniés soit être introduit accidentellement ultérieurement. On touche là une des principales difficultés de l'application de la méthode du carbone 14 au site archéologique. Pour illustrer la complexité de ces questions, on peut citer le cas suivant: la datation d'une poutre de charpente permet de déterminer uniquement quand l'arbre dans lequel elle a été taillée, a poussé. Elle ne permet pas de savoir si elle a été réemployée ultérieurement ou, si elle est carbonisée, de dater l'incendie qui a détruit le bâtiment.
 
Courbe de correction
Les recherches ont, depuis, montré que la production de C varie en fonction de différents facteurs, et notamment de l'intensité du champ magnétique terrestre et de l'activité solaire, rendant nécessaire une correction des dates radiocarbone données par les laboratoires. En effet, plus on remonte dans le passé, plus les âges "carbone 14" sont rajeunis.
Une courbe de correction (ou courbe de calibration) a donc été établie en comparant les résultats obtenus sur les mêmes échantillons par la méthode du carbone 14 et par d'autres méthodes de datation.