Datation par isotopes cosmogéniques

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

La datation d'exposition par isotopes cosmogéniques est une méthode de datation géochimique qui utilise la production par les rayons cosmiques de nucléides cosmogéniques que l'on retrouve à l'état de traces dans l'environnement. Parmi ces nucléides on compte de l'hydrogène (3H) et son produit l'hélium (3He), du béryllium (10Be), du carbone (14C), du néon (21Ne), de l'aluminium (26Al), ou encore du chlore (36Cl) ; leur accumulation dans les échantillons à dater permet de déterminer un âge d'exposition.

Paramètres[modifier | modifier le code]

Les taux de production dépendent :

  • de l'altitude ;
  • de la latitude ;
  • de la profondeur (épaisseur de roche, d'eau et/ou de neige au-dessus de l'échantillon) ;
  • de l'angle d'incidence (angle entre la verticale et l'échantillon) ;
  • du masquage lié à la topographie (falaise, montagne…) ;
  • de la nature des rayons cosmiques impliqués (le carbone 14 est issu de rayons d'origine galactique, le silicium 32 de rayons d'origine solaire[1]).

La production de ces isotopes décroît de façon exponentielle avec la profondeur, et peut être considérée comme négligeable vers 2 à 3 m sauf s'il existe d'autres sources de l'isotope considéré (c'est le cas du chlore 36 par exemple[2]).

Calculs[modifier | modifier le code]

La mesure de la concentration d'éléments cosmogéniques permet, connaissant le taux de production, de déterminer l'âge du début de l'exposition. Ces isotopes étant radioactifs (hormis le 3He qui est l'isotope stable du 4He), il faut considérer la décroissance radioactive dans les calculs, sauf si l'âge d'exposition est très inférieur à la demi-vie.

L'utilisation de ce type de méthodes nécessite une connaissance fine du cycle des éléments considérés depuis l'atmosphère vers les étendues d'eau et le sol, ainsi que les différences éventuelles de comportement entre les isotopes d'un même élément : si le cycle du carbone est sensiblement le même pour les isotopes stables que pour le carbone 14, ce n'est en général pas le cas du béryllium ou de l'aluminium[2].

Amplitude[modifier | modifier le code]

La datation par isotopes cosmogéniques permet d'explorer des âges de quelques années (par exemple pour la datation par le tritium) à 1 million d'années environ (comme la datation par le chlore 36). La méthode la plus connue, la datation par le carbone 14, permet quant à elle la détermination d'âges allant de quelques siècles à environ 50 000 ans.

Applications[modifier | modifier le code]

La méthode a permis en 2015 au géoarchéologue Laurent Bruxelles (Prix La Recherche 2015) de repousser la datation du fossile Little Foot de 2,2 à 3,67 millions d'années[3].

Cette méthode est notamment utilisée[4] :

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Étienne Roth (dir.), Bernard Poty (dir.), Robert Delmas et al. (préf. Jean Coulomb), Méthodes de datation par les phénomènes nucléaires naturels, Paris, Éditions Masson, coll. « Collection CEA », , 631 p. (ISBN 2-225-80674-8), chap. 17 (« Silicium 32 et argon 39 »)
  2. a et b Étienne Roth (dir.), Bernard Poty (dir.), Jean-Charles Fontes et al. (préf. Jean Coulomb), Méthodes de datation par les phénomènes nucléaires naturels, Paris, Éditions Masson, coll. « Collection CEA », , 631 p. (ISBN 2-225-80674-8)
  3. « Les nouveaux outils de la paléoanthropologie », La Recherche Hors série. L'odyssée de l'homme, no 17,‎ , p. 14
  4. (en) John C.Gosse, Fred M.Phillips, « Terrestrial in situ cosmogenic nuclides: theory and application », Quaternary Science Reviews, vol. 20, no 14,‎ , p. 1475-1560 (DOI 10.1016/S0277-3791(00)00171-2).

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Étienne Roth (dir.), Bernard Poty (dir.) et al. (préf. Jean Coulomb), Méthodes de datation par les phénomènes nucléaires naturels, Paris, Éditions Masson, coll. « Collection CEA », , 631 p. (ISBN 2-225-80674-8), particulièrement les chapitres consacrés à l'utilisation du béryllium 10, de l'aluminium 26 et du calcium 41, ainsi que ceux consacrés au carbone 14, au chlore 36 et au tritium.
  • Gosse, John C., and Phillips, Fred M. (2001). « Terrestrial in situ cosmogenic nuclides: Theory and application », Quaternary Science Reviews, 20, 1475-1560.
  • Granger, Darryl E., Fabel, Derek, and Palmer, Arthur N. (2001). « Pliocene-Pleistocene incision of the Green River, Kentucky, determined from radioactive decay of cosmogenic 26Al and 10Be in Mammoth Cave sediments », Geological Society of America Bulletin, 113, (7), 825-836.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Article connexe[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]