3,1/ Le temps et les roches

3,1,2/ La chronologie absolue

Video 4’sur 14C: https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/physique-chimie/datation-carbone-14.aspx

Rappel acquis

Vu en enseignement scientifique de 1ères :

La decouverte de la radioactivite a la fin du XIX° siecle a contribué à resoudre la question de la datation de l'age de la Terre en remettant en question les dogmes précédents. Comment la radioactivité a-t-elle permis de déterminer l'âge de la Terre avec précision ?

La radioactivité est un phénomène naturel sur lequel repose la radiochronologie car la désintégration radioactive est proportionnelle au temps, elle permet donc d’accéder à une datation. Certains couples d’isotopes sont pertinents pour donner un âge à la Terre : il faut t1/2 > 4 Ga donc K/Ar (12Ga) ; Rb/Sr (49Ga) ; Sm/Nd (106Ga) ; U238/Pb (4,47Ga). Dater n’importe quel minéral ne revient pas à déterminer l’âge de la Terre car certains minéraux sont nés après la naissance de la terre. Les météorites permettent d’avoir des données sur la formation de la terre.

Réponses aux 3 questions ci-dessous à partir de la page https://www.lelivrescolaire.fr/page/6877555 ….

Doc. 1 : Expliquez pourquoi on peut qualifier un système (élément père-élément fils) de chronomètre radioactif.

Au cours du temps, les éléments pères se désintègrent, Le nombre d’atomes pères diminue selon une loi exponentielle
La désintégration des éléments radioactifs en fonction du temps étant régulière on peut dater le système en fonction du nombre d’éléments restant depuis la fermeture du système
Doc. 2 & 4 : Précisez les différentes étapes de la méthode utilisée par Patterson pour dater la formation de la Terre.
Tracer l’isochrone → pente → coef dir → formule
Doc. 3 : Justifiez l’intérêt d’utiliser des météorites pour déterminer l’âge de la Terre.
La Terre et les météorites ayant été formées par l'agglomération des particules de la même nébuleuse (nébuleuse solaire), elles ont des compositions et des âges similaires.

1/ Principes de datation absolue

Jouez avec le logiciel « radioactive dating game » pour comprendre les bases

Répondez aux 21 questions du document « TP datation abs logiciel radiochr » par écrit pour approfondir

Identifier les caractéristiques (demi-vie ; distribution) de quelques chronomètres reposant sur la décroissance radioactive, couramment utilisés dans la datation absolue : Rb/Sr, K/Ar, U/Pb.

Comprendre le lien, à partir d’un exemple, entre les conditions de fermeture du système (cristallisation d’un magma, ou mort d’un organisme vivant) et l’utilisation de chronomètres différents.

Mobiliser les bases physiques de la désintégration radioactive.

La désintégration radioactive est un phénomène continu et irréversible ; la demi-vie d’un élément radioactif est caractéristique de cet élément.

Différents chronomètres sont classiquement utilisés en géologie. Ils se distinguent par la période de l’élément père.

Le choix du chronomètre dépend de l’âge supposé de l’objet à dater, qui peut être appréhendé par chronologie relative.

2/ Datation de météorites

Déterminer l’âge des météorites après avoir tracé le graphique et appliqué la formule t = ln (ρ+1) / λ

Échantillon	87Rb/86Sr	87Sr/86Sr
1	0,758	0,74864
2	0,7255	0,7465
3	1,52	0,79891
4	1,49	0,79692
5	1,555	0,80152
6	1,685	0,80952
7	0,1542	0,7091
8	0,1533	0,70895

aide : Saisir les données ci-dessous, collez-les dans un logiciel tableur (calc ou excel)

• Sélectionner l’ensemble des cases

• Insérer un graphique type X-Y (points)

• clic-droit sur la courbe ou les points, afficher la courbe de tendance (et son équation)

• Déterminer l’âge des météorite grâce à la formule (que vous pouvez recopier dans le tableur)