Datation absolue SVT : Méthodes et Exercices Corrigés en Géologie

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03/02/2022

SVT

Datation absolue (géologie)

Matières

SVT

La génétique

Origine de la diversité génétique des espèces et conséquences sur l’évolution

Le brassage des génomes à chaque génération : la reproduction sexuée des eucaryotes

Datation absolue SVT : Méthodes et Exercices Corrigés en Géologie

La datation absolue en géologie permet de déterminer l'âge précis des roches et événements géologiques. Elle se base sur la désintégration radioactive d'isotopes instables en isotopes stables, un processus continu et irréversible. Les principales méthodes incluent :

Potassium-Argon (K/Ar)
Uranium-Plomb (U/Pb)
Rubidium-Strontium (Rb/Sr)

Ces techniques utilisent des chronomètres radioactifs pour mesurer le temps écoulé depuis la formation ou le métamorphisme des roches. Le choix de la méthode dépend de l'âge estimé et du type d'échantillon.

• La datation K/Ar est utile pour les roches volcaniques
• La méthode U/Pb permet de dater les roches métamorphiques
• La technique Rb/Sr s'applique à de nombreuses roches magmatiques

Chaque méthode a ses avantages et inconvénients en termes de précision et d'applicabilité.

03/02/2022

K / Är
TV Radiochronometre Potassium / Argon
permettent de dater les minéraux
des roches volcaniques. ( lors de la
solidificar d'un magma)
0

Radiochronomètre Rubidium-Strontium (Rb/Sr)

La méthode de datation rubidium-strontium permet de tracer une droite isochrone dont la pente sert à calculer l'âge absolu de la roche.

Définition: Une droite isochrone est formée par l'alignement d'échantillons du même âge et de même composition isotopique initiale.

L'équation de la droite isochrone est :

87Sr/86Sr actuel = (87Sr/86Sr initial) + (87Rb/86Sr actuel) * (eλt - 1)

où λ est la constante de désintégration du 87Rb.

Avantage: Cette méthode s'applique à de nombreuses roches magmatiques contenant des minéraux comme le feldspath, la biotite, le quartz et les micas.

Inconvénient: La quantité initiale d'isotopes père et fils est inconnue, rendant les formules de base inapplicables. Il faut donc analyser plusieurs échantillons d'une même roche.

Exemple: En comparant les droites isochrones de deux granites, celui dont la droite a une pente plus élevée est plus ancien.

La datation Rb/Sr utilise des rapports isotopiques et un isotope stable (86Sr) comme référence pour surmonter l'incertitude sur les quantités initiales.

Voir

Utilisation en géologie

Les chronomètres radioactifs permettent d'estimer l'âge des événements géologiques en se basant sur la loi de désintégration radioactive :

N = N0 * e-λt

où N est le nombre actuel d'isotopes père, N0 le nombre initial, λ la constante de désintégration, et t le temps écoulé.

Highlight: Le choix du radiochronomètre dépend de l'âge supposé ou déterminé par chronologie relative de l'objet à dater.

Les principales méthodes utilisées pour les roches magmatiques et métamorphiques sont :

U/Pb
K/Ar
Rb/Sr

Vocabulaire: La fermeture du système isotopique signifie que l'échantillon est isolé de l'environnement, sans échange d'isotopes avec le milieu extérieur.

Pour une datation fiable, il faut que :

L'échantillon soit isolé de l'environnement
Aucun élément ne sorte ou n'entre dans le système

On date généralement le moment où les minéraux ont cessé d'échanger avec l'extérieur, correspondant à l'âge de fermeture du système.

Voir

Datation absolue : principes généraux

La datation absolue permet de connaître l'âge précis des roches, particulièrement utile lorsque la datation relative est approximative ou impossible (absence de fossiles, pas de strates au-dessus de la couche à dater).

Le principe général repose sur la désintégration d'un isotope père radioactif en un isotope fils radiogénique au cours du temps.

Définition: La désintégration radioactive est un phénomène continu et irréversible où un élément radioactif contenant un atome instable se désintègre en libérant une particule riche en énergie, donnant naissance à un isotope stable.

Vocabulaire: La demi-vie (T) d'un isotope radioactif est la durée nécessaire pour que la quantité d'isotope soit divisée par 2.

La vitesse de désintégration est caractéristique de chaque isotope radioactif et est déterminée en laboratoire.

Définition: Un radiochronomètre est un élément radioactif permettant de dater un objet (fossiles, roches).

L'utilisation des isotopes radioactifs comme chronomètres permet d'établir une chronologie absolue des événements géologiques, complétant ainsi les méthodes de datation relative.

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La méthode de datation rubidium-strontium permet de tracer une droite isochrone dont la pente sert à calculer l'âge absolu de la roche.

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L'équation de la droite isochrone est :

87Sr/86Sr actuel = (87Sr/86Sr initial) + (87Rb/86Sr actuel) * (eλt - 1)

où λ est la constante de désintégration du 87Rb.

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Radiochronomètre Potassium-Argon (K/Ar)

La méthode de datation potassium-argon est utilisée pour dater les minéraux des roches volcaniques. Elle se base sur la désintégration du potassium 40 en argon 40 et calcium 40.

Avantage: Au moment de l'éruption, le magma se dégazé, éliminant l'argon préexistant dans la roche.

Inconvénient: La formule de calcul est complexe car il y a deux constantes de désintégration.

L'équation de datation prend en compte les deux voies de désintégration du potassium 40 :

88% des noyaux de K se désintègrent en Ca
12% se désintègrent en Ar

Formule: t = 1/(λ + λ') * ln[(40Ar/40K) * (λ + λ')/λ' + 1]

où λ et λ' sont les constantes de désintégration.

La méthode Uranium-Plomb (U/Pb) est également présentée, permettant de dater les roches métamorphiques et de déterminer l'âge de leur refroidissement. Elle utilise une courbe concordia comme référence.

Vocabulaire: La concordia est une courbe de référence tracée en fonction des rapports isotopiques U/Pb.

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