C2 - La technique de radiochronologie
La datation absolue est basée sur la décroissance radioactive : un élément père radioactif P se désintègre pour former un élément fils F. Cette désintégration est fonction du temps : il faut toujours le même temps pour que la quantité d’éléments pères soit réduite de moitié (de 1 à ½ puis de ½ à ¼ etc). C’est la demi-vie.
Exemple : réaction de désintégration : 87Rb à 87Sr, demi-vie : T = 48,8.109 ans
Rq : Pour des raisons pratiques, on calcule les rapports 87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr, 86Sr étant un élément stable dans le temps.
Lorsqu’une roche se forme, elle fige dans ses minéraux une quantité définie d’éléments chimiques. Il n’y aura pas d’apport ni de départ d’éléments au cours du temps. On dit que le système est clos. La seule transformation possible est la désintégration d’éléments pères en éléments fils.
Ces quantités peuvent se représenter graphiquement : on place en abscisse la quantité d’éléments pères et en ordonnée la quantité d’éléments fils. Pour un temps donné, on peut donc situer graphiquement les différents minéraux d’une roche. Ceux-ci définissent une droite appelée droite isochrone. La droite à T0 est parallèle à l’axe des abscisses puisqu’il n’y a que des éléments pères. Plus le temps passe, plus la pente de la droite augmente puisqu’il y a de plus en plus d’éléments fils.
Cette relation linéaire entre la quantité d’éléments pères et celle d’éléments fils s’écrit : Y = a X + b
avec Y = quantité d’éléments fils 87Sr/86Sr
X = quantité d’éléments pères 87Rb/86Sr
a = λ t (pente de la droite) avec t = temps écoulé en années
et λ = 1,42.10-11
b = quantité initiale d’éléments fils (ordonnée à l’origine)
On peut donc calculer l’âge de la roche à un temps donné en déterminant graphiquement la pente de la droite isochrone de la roche à ce temps là.