METHODE DE DATATION PAR LE CARBONE 14
Posté : 17 sept.03, 04:55
METHODE DE DATATION PAR LE CARBONE 14
La découverte de la radioactivité naturelle a marqué un considérable progrès pour l'étude de la Préhistoire. On sait en effet, maintenant depuis environ 50 ans, que le matériel constitutif des sîtes archéologiques contient parfois des radio-éléments dont la teneur varie avec le temps et qu'il est ainsi possible de dater des événements préhistoriques. Mais chaque isotope radioactif ne pourra être utilisé que dans une plage de temps bien définie, essentiellement en fonction de sa période de demi-vie et de sa concentration initiale.
Le radiocarbone ou 14C ou carbone 14, est l'un de ces éléments radioactifs. Bien, qu'il ne soit qu'en faible teneur dans la nature, sa découverte a été déterminante pour l'étude d'une période hélas limitée de la Préhistoire à savoir les 30 ou 40 derniers millénaires.
Cet isotope du carbone fut découvert presque fortuitement en 1934 lorsqu'un physicien Américain, F.N.F. Kurie, exposa de l'azote à un flux de neutrons.
Mais la véritable découverte du radiocarbone naturel, date de 1946, lorsque Willard Franck Libby émit l'idée d'une production continue de cet isotope dans la nature et établit les bases théoriques et pratiques de son utilisation en vue de datations en Archéologie.
Les premiers résultats de W.F. Libby en 1949 et 1950 et la mise au point par H.L. De Vries d'un procédé très sensible de mesure de la radioactivité 14C des échantillons, mirent en évidence toutes les possibilités de la nouvelle méthode de datation.
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PRINCIPE DE LA DATATION.
On sait que tout organisme présente de son vivant la même radioactivité que le gaz carbonique atmosphérique. A sa mort, les échanges gazeux cessent, le 14C n'est plus renouvelé, sa radioactivité décroit alors lentement à raison de la moitié tous les 5568 ans*, c'est la période de demie-vie.
( * période adoptée par convention internationnale )
Ainsi si on mesure aujourd'hui l'activité 14C = At d'un bois, on peut en la comparant à l'activité du carbone moderne Ao, en déduire le temps t qui s'est écoulé depuis sa mort. C'est ce que l'on appelle l'AGE.
L'âge est calculé â partir de la formule de décroissance exponentielle radioactive:
At = Ao . e-lembda.t
At
activité carbone de l'échantillon ( échantillon archéologique )
Ao
activité carbone moderne ( échantillon standard de référence )
Lembda
constante de désintégration Ln2/T égale à 0.69314/T
T
étant la période de demi-vie du 14C utilisée par convention, soit 5568 ans
Si on introduit la valeur de la période dans l'équation ci-dessus, on obtient une formule simple pour le calcul des âges:
AGE = log Ao/A * 8,033 103ans
Tel est le principe de la méthode. Il repose sur l'hypothèse que la radioactivité naturelle est réstée constante au moins au cours des 40000 dernières années, autrement dit, on suppose que l'activité 14C d'organismes vivants actuellement est identique à celle des mêmes organismes qui ont vécu il y a 10000 ans par exemple.
Cette hypothèse n'est pas rigoureusement exacte car l'activité du carbone 14 n'a pas toujours
été constante dans le temps c'est à dire qu'il y a eu des fluctuations de la teneur en 14C
dans l'atmosphére, aujourd'hui quantifiées et qui sont introduites dans les procédures de
correction et calibration de âges radiocarbone. Cf chapitre sur la calibration des dates.
Le principe de la méthode de datation par le 14C consiste donc à mesurer l'activité spécifique d'un échantillon, qui est le nombre de rayons ß- émis par gramme de carbone et par minute, et en déduire par le calcul, le temps écoulé depuis la mort de l'organisme sur lequel l'échantillon a été prélevé.
La découverte de W.F. Libby, qui lui valut l'attribution du prix Nobel de Chimie en 1960, fut d'expliquer la teneur en 14C de toute matiére carbonée. W.F. Libby montra que le bombardement de l'azote par des neutrons se produisait de façon continue dans la nature et que le produit de cette réaction, le radiocarbone, faisait partie intégrante de certaines matiéres carbonées de la nature.
La découverte de la radioactivité naturelle a marqué un considérable progrès pour l'étude de la Préhistoire. On sait en effet, maintenant depuis environ 50 ans, que le matériel constitutif des sîtes archéologiques contient parfois des radio-éléments dont la teneur varie avec le temps et qu'il est ainsi possible de dater des événements préhistoriques. Mais chaque isotope radioactif ne pourra être utilisé que dans une plage de temps bien définie, essentiellement en fonction de sa période de demi-vie et de sa concentration initiale.
Le radiocarbone ou 14C ou carbone 14, est l'un de ces éléments radioactifs. Bien, qu'il ne soit qu'en faible teneur dans la nature, sa découverte a été déterminante pour l'étude d'une période hélas limitée de la Préhistoire à savoir les 30 ou 40 derniers millénaires.
Cet isotope du carbone fut découvert presque fortuitement en 1934 lorsqu'un physicien Américain, F.N.F. Kurie, exposa de l'azote à un flux de neutrons.
Mais la véritable découverte du radiocarbone naturel, date de 1946, lorsque Willard Franck Libby émit l'idée d'une production continue de cet isotope dans la nature et établit les bases théoriques et pratiques de son utilisation en vue de datations en Archéologie.
Les premiers résultats de W.F. Libby en 1949 et 1950 et la mise au point par H.L. De Vries d'un procédé très sensible de mesure de la radioactivité 14C des échantillons, mirent en évidence toutes les possibilités de la nouvelle méthode de datation.
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PRINCIPE DE LA DATATION.
On sait que tout organisme présente de son vivant la même radioactivité que le gaz carbonique atmosphérique. A sa mort, les échanges gazeux cessent, le 14C n'est plus renouvelé, sa radioactivité décroit alors lentement à raison de la moitié tous les 5568 ans*, c'est la période de demie-vie.
( * période adoptée par convention internationnale )
Ainsi si on mesure aujourd'hui l'activité 14C = At d'un bois, on peut en la comparant à l'activité du carbone moderne Ao, en déduire le temps t qui s'est écoulé depuis sa mort. C'est ce que l'on appelle l'AGE.
L'âge est calculé â partir de la formule de décroissance exponentielle radioactive:
At = Ao . e-lembda.t
At
activité carbone de l'échantillon ( échantillon archéologique )
Ao
activité carbone moderne ( échantillon standard de référence )
Lembda
constante de désintégration Ln2/T égale à 0.69314/T
T
étant la période de demi-vie du 14C utilisée par convention, soit 5568 ans
Si on introduit la valeur de la période dans l'équation ci-dessus, on obtient une formule simple pour le calcul des âges:
AGE = log Ao/A * 8,033 103ans
Tel est le principe de la méthode. Il repose sur l'hypothèse que la radioactivité naturelle est réstée constante au moins au cours des 40000 dernières années, autrement dit, on suppose que l'activité 14C d'organismes vivants actuellement est identique à celle des mêmes organismes qui ont vécu il y a 10000 ans par exemple.
Cette hypothèse n'est pas rigoureusement exacte car l'activité du carbone 14 n'a pas toujours
été constante dans le temps c'est à dire qu'il y a eu des fluctuations de la teneur en 14C
dans l'atmosphére, aujourd'hui quantifiées et qui sont introduites dans les procédures de
correction et calibration de âges radiocarbone. Cf chapitre sur la calibration des dates.
Le principe de la méthode de datation par le 14C consiste donc à mesurer l'activité spécifique d'un échantillon, qui est le nombre de rayons ß- émis par gramme de carbone et par minute, et en déduire par le calcul, le temps écoulé depuis la mort de l'organisme sur lequel l'échantillon a été prélevé.
La découverte de W.F. Libby, qui lui valut l'attribution du prix Nobel de Chimie en 1960, fut d'expliquer la teneur en 14C de toute matiére carbonée. W.F. Libby montra que le bombardement de l'azote par des neutrons se produisait de façon continue dans la nature et que le produit de cette réaction, le radiocarbone, faisait partie intégrante de certaines matiéres carbonées de la nature.