Datation par le samarium-néodyme

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La datation par le samarium-néodyme est une méthode de datation radiométrique qui repose sur la désintégration α de l'isotope 147Sm vers 143Nd. La demi-vie du 147Sm est de 1,06 × 1011 ans[1].
La constante de désintégration λ associée vaut 6,54 × 10−12 ans-1, cette faible valeur fait que la méthode est adaptée à la mesure d'âges supérieurs à un milliard d'années[1].

Intérêt[modifier | modifier le code]

  • Les terres rares sont résistants au lessivage[1].
  • Le couple Sm-Nd est peu sensible aux variations thermiques[1].

Application à des méthodes de datation[modifier | modifier le code]

Calcul direct[modifier | modifier le code]

On note la proportion de 143Nd par rapport au 144Nd dans l'échantillon lors de sa formation (on suppose que l'on connaît son ordre de grandeur). À l'âge on note et les proportions respectives de 143Nd et de 147Sm par rapport au 143Nd, ces proportions étant mesurables directement. La quantité de 144Nd étant a priori constante. On peut alors calculer grâce à la formule suivante[1]:

Cette méthode est cependant sujette à des incertitudes, si bien qu'en pratique et on lui préfère la méthode isochrone[1].

Méthode des isochrones[modifier | modifier le code]

La formule vue précédemment peut se réécrire  ; on y reconnait l'équation d'une droite dont le coefficient directeur vaut , ce qui permet de calculer l'âge de la roche[1].

Par conséquent si l'on arrive à mesurer et pour différents échantillons qui se sont formés au même moment avec une même valeur initiale du rapport , par exemple différents minéraux d'une même roche, on peut grâce à une régression linéaire obtenir une équation de droite appelée isochrone de coefficient directeur . L'âge cherché est alors [1].

Cette méthode présente l'avantage de pouvoir généralement remonter jusqu'à la différenciation magmatique, car le système Sm-Nd est peu sensible à la température[1]. En revanche ces deux éléments ont des comportements chimiques très proches, et donc les rapports varient peu suivant les différents échantillons, ce qui rend la régression linéaire moins précise[1].

Méthode de l'âge modèle[modifier | modifier le code]

La méthode consiste à extrapoler la valeur initiale de la quantité en choisissant celle obtenue pour des météorites. Cette méthode fait l'hypothèse que le néodyme présent sur Terre avait initialement la même répartition isotopique que dans les chondrites[1]. Une comparaison avec le rapport obtenu pour l'échantillon à dater donne alors son âge[1].

Applications[modifier | modifier le code]

  • Des basaltes ramenés de la Lune par la mission Apollo 17 ont été datés grâce au système samarium-néodyme en utilisant la méthode des isochrones[1].

Références[modifier | modifier le code]

  1. a b c d e f g h i j k l et m Étienne Roth (dir.), Bernard Poty (dir.), Jean Bernard-Griffiths, Gérard Gruau 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. 2 (« La méthode samarium-néodyme »).

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).
  • Philippe Vidal (préf. Jean Aubouin), Géochimie, Dunod, coll. « Sciences Sup », (1re éd. 1994), 190 p., chap. 4 (« Isotopes radiogéniques »)