La datation au carbone 14

Publié le par Seer

Un truc assez bien connu par les profanes, somme toute. Je vais en livrer une petite explication assez qualitative, sans mathématiques.

J'avais parlé ici de la notion d'isotope, et un peu ici de l'élément carbone. Pour rappel :

- carbone 12, comportant six protons et six neutrons, est le plus courant et le plus stable, 98,8%.
- carbone 13, comportant six protons et sept neutrons, stable également, environ 1,1%
- carbone 14, comportant six protons et 8 neutrons, instable, se désintégrant de la manière suivante.
- carbone 11, comportant cinq neutrons et  six protons, également instable.

http://giik.net/carbone14/images/equation.gif(l'image je l'ai piquée, cliquez pour la source)

Cette radioactivité est dite de type beta moins. L'atome d'azote correspondant est stable.

Le carbone 14 existe encore car il est produit par bombardement de neutrons (apporté par les rayons cosmiques) d'atomes d'azote 14 (les plus courants) dans la haute atmosphère.

http://datationcarbone14.site.voila.fr/p1/formule10.gif 
Résultat des courses, on considère qu'on a une quantité dans la nature de carbone 14 quasi constante au cours du temps, équivalente à environ un millième de milliardième de carbone 12.

Ce ratio est le même dans un organisme vivant, et ce à chaque instant de sa vie, étant donné que les atomes se renouvellent continuellement suite aux échanges avec le milieu extérieur (respiration, alimentation, etc.). En revanche, dès qu'il meurt, la mécanique s'arrête et les atomes commencent à se désintégrer sans être remplacés.
On sait qu'il faut environ 5730 ans (le chiffre est normalement plus précis mais pas connu de moi) pour que la moitié des atomes de C 14 contenus dans l'organisme disparaissent. A comparer avec les 21 minutes du carbone 11... (Un jour je vous parlerai plus précisément de la notion de demi-vie des radioisotopes, mais sachez juste pour l'instant que ce temps est vraiment caractéristique de chaque isotope instable)
Bref, en mesurant la quantité d'atomes de C 14 présents dans l'organisme au moment de la mesure, en la comparant à la quantité qu'il comportait vivant (calculable), on peut déterminer par un calcul assez simple le nombre d'années écoulées depuis sa mort.

Cette méthode comporte bien sûr des erreurs car admet comme vraies beaucoup d'approximations. Elle n'est pas utilisable pour des phénomènes remontant à l'époque de la disparition des dinosaures (35000 ans est un grand maximum d'ancienneté pour des résultats à peu près fiables) et considérer qu'on a toujours eu la même quantité de carbone 14 sur la planète est une erreur, particulièrement depuis qu'on a commencé à mener des essais nucléaires, et même déjà avant, par des caprices cosmiques qui ne sont pas de mon ressort.

Elle permet quand même d'identifier sans risques des cadavres du 19è siècle déguisés en momies d'avant Jésus-Christ.
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