Datation absolue dans géologique, Lecture notes of Geology

Download Datation absolue dans géologique and more Lecture notes Geology in PDF only on Docsity!

Datation absolue

Utilisation des radiochronomètres

Pour utiliser la radiochronologie, il faut que :

1. L'échantillon n'ait pas fait d'échange avec

l'extérieur.

L'élément fils doit rester dans la roche et il ne doit pas y

avoir d'apport extérieur, l'élément père résiduel ne doit

pas quitter la roche et il ne faut pas d'apport extérieur de

l'élément père. On dit alors que le système est clos ou

fermé. La fermeture du système identifie le démarrage du

chronomètre naturel.

On ne peut pas dater les roches sédimentaires car pour

ces roches, il y a toujours des échanges avec le milieu

extérieur.

3. Le choix du radiochronomètre correspond à la nature de l'échantillon. Pour dater de la matière organique, on utilise C, pour des roches magmatiques K (feldspaths) et Rb (micas et feldspaths).

Loi de désintégration radioactive

• λt λt

P=P0. e ou F = F0 + P (e - 1)

P : nombre d'atomes de l'élément père au temps t

P0 : nombre d'atome de l'élément père au temps to

F : nombre d'atomes de l'élément fils au temps t

F0 : nombre d'atomes de l'élément fils au temps to

λ : constante de désintégration radioactive = Ln2/T

Méthode :

On connaît la quantité de 14 C

0

ou de ( 14 C/ 12 C)

0

au moment de la

fermeture du système : elle est égale à celle de l'atmosphère.

On mesure au spectromètre de masse la quantité de 14 C restant dans

l'échantillon (donc le rapport 14 C/ 12 C).

On peut alors calculer l'âge de fermeture du système, donc l'âge de

mort, donc l'âge.

Domaine d'utilisation :

Cette méthode ne s'utilise que pour des datations maximum de 35 000

ans, car au delà la quantité de 14 C restante dans l'échantillon est trop

faible pour permettre une évaluation fiable. Lorsque tous les éléments

radioactifs ont disparu de l'échantillon la datation n'est plus possible.

Avec cette méthode, on date de la matière organique carbonée fossile

(bois carbonisé, os, cheveux, coquille...).

La datation avec le carbone 14 C (p2)

Intérêt : Cette méthode est utilisée pour dater les roches volcaniques (cendres, coulées de lave...) dont les minéraux sont riches en K. Principe : Une lave en fusion contient du 40 K. Il se désintègre en 40 Ar (et en 40 Ca dans 90 % des cas). Tant que la lave n'est pas cristallisée, le 40 Ar - qui est un gaz- s'échappe dans l'atmosphère. Quand la cristallisation est achevée, le 40 Ar issu de la désintégration du 40 K ne peut plus s'échapper dans l'atmosphère. Le système est alors clos, le chronomètre isotopique est mis à zéro et peut commencer car le 40 Ar s'accumule dans la roche. II. La datation avec le couple Potassium-Argon (K-Ar)

III. La datation avec le couple Rubidium Strontium (Rb-Sr) Intérêt : Cette méthode est utilisée pour dater des roches métamorphiques et magmatiques riches en micas et en feldspaths. Lors de la cristallisation d'une roche, certains minéraux (Orthose, Mica noir) emprisonnent du 87 Rb (à la place de K) et d'autres (Plagioclases) du 87 Sr et du 86 Sr non radiogénique (à la place de Ca). Le 87 Rb se désintègre en 87 Sr. Difficultés de mise en œuvre : Cette méthode de datation est plus complexe que les précédentes car les quantités initiales d'atomes père et fils sont inconnues. Pour cela, il faut faire des mesures dans plusieurs échantillons (plusieurs roches issues d'un même magma, ou plusieurs minéraux d'une même roche). Il faut comparer ces mesures à un isotope réfèrent : ici le 86 Sr non radiogénique.

La datation avec le couple Rubidium Strontium (Rb-Sr) p Méthode : Lors de la fermeture du système :

• le rapport 87 Sr/ 86 Sr initial est constant.
• certains minéraux sont riches en 87 Rb (rapport 87 Rb/ 86 Sr élevé, donc à droite sur l'axe des abscisses), d'autre plus pauvres (rapport faible, à gauche) Au cours du temps, 87 Rb → 87 Sr donc l'emplacement graphique des minéraux se déplace vers la gauche et vers le haut. Au plus le temps passe, au plus le point se décale vers le haut à gauche, modifiant la pente de la droite isochrone, d'où la relation temps= f (pente) : t= Ln (pente + 1 )/λ T= 48 , 8. 10 9 ans On calcule l'âge t qui correspond à l'âge de cristallisation à partir de l'étude du graphique (à partir de la pente de la courbe isochrone) Cette méthode est utilisée pour des datations supérieures à 100 Ma.