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14 janvier 2014 2 14 /01 /janvier /2014 18:44

Lorsqu'une personne, lors d'une fouille, découvre quelque chose, elle se demandera naturellement quel âge ça a.

Il existe une technique de datation basée sur les relations entre les différents type de carbone qui existent. Il y a du carbone avec

  • 6 protons et 6 neutrons dans le noyau, c'est le carbone habituel dit carbone 12 ;
  • 6 protons et 8 neutrons dans le noyau, on l'appelle le carbone 14.


atom planet
Un atome est constitué d'un noyau autour duquel bougent des électrons.

Le carbone 14 est très rare. Heureusement, car il se trouve être radioactif. Seulement sa radioactivité va permettre, avec un peu de bon sens, d'estimer l'âge de certains vestiges.

Tout au long de sa vie, les organismes vivants assimilent le carbone avec un taux 14C/12C à peu près constant1, à savoir 10-12. Lorsque l'organisme meurt... il cesse d'assimiler quoi que ce soit.

Par nature, un atome radioactif a tendance à se transformer en autre chose. C'est une sorte de fission spontanée du noyau. Cette transformation s'écrit :

carbone 14 desintegration-copie-12.

Quand on regarde ce qui passe pour beaucoup d'atomes de carbone 14, le nombre d'atomes évolue suivant cette courbe :

decroissance carbone 14.

Petit à petit, les atomes de carbone 14 disparaissent. Il en reste de moins en moins...


En pratique il y a suffisamment d'atomes de carbone 14 pour que cette courbe soit vraie. Ce ne serait pas le cas s'il y avait, disons, 2 atomes de carbone 14 au départ.

Le nombre d'atomes de 14C est divisé par deux au bout d'environ 5730 ans. C'est ce que l'on nomme en anglais "half-life", et qui a donné son nom à un jeu-vidéo.
Par conséquent, si on observe suite aux analyses un rapport 14C/12C de 0,5x10-12, on peut en déduire que l'organisme est mort il y a 5730 ans.

À chaque rapport observé correspond une date, seulement la méthode a quelques faiblesses.

Déjà, elle ne fonctionne que pour des vestiges qui, à un moment ou un autre, ont été de la matière vivante.
Ensuite, lorsque se sont passées environ 10 demi-vies, à savoir 50 000 ans, la nécessaire imprécision sur le rapport 14C/12C devient beaucoup trop grande sur le résultat. Essayez, avec un graphique, de trouver une date précise pour un rapport qui serait entre 0,01 et 0,02 fois 10-12, moi je pense que vous avez toutes les chances de vous casser la gueule.

D'autres méthodes de datation basées sur la radioactivité existent. Elles utilisent la loi de décroissance radioactive qui est la même que celle que vous avez vue sur le schéma plus haut, mais avec d'autres atomes tels que le rubidium 87.

Notes :

 

1 : WebElements - Carbon uses

2 : J'ai utilisé le symbole mathématique "union" car je le juge plus scientifique que le symbole + . En effet, on n'additionne pas deux choses de nature différente. 1 CO2+1 CO2 = 2 CO2 ; mais 1 CO2+1 H2O n'a pas de sens. On dit que l'addition est une loi interne.

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Published by Bête spatio-temporelle - dans Sciences
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Alain GAILLARD 23/01/2016 09:46

Bonjour et merci pour ces explications.
La question que je me pose est la suivante : pour la décomposition du carbone 14, on ne parle que du noyau et il y a donc émission d'un électron beta. Mais que ce passe-t-il au niveau de l'atome ? D'où vient l'électron manquant "autour" du noyau d'azote ? Est-ce que l'électron émis par le noyau est repiégé ?

Alain GAILLARD 23/01/2016 09:46

Bonjour et merci pour ces explications.
La question que je me pose est la suivante : pour la décomposition du carbone 14, on ne parle que du noyau et il y a donc émission d'un électron beta. Mais que ce passe-t-il au niveau de l'atome ? D'où vient l'électron manquant "autour" du noyau d'azote ? Est-ce que l'électron émis par le noyau est repiégé ?

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