Chapitre 9 - L'Histoire de l'âge de la Terre
La Terre, singulière parmi un nombre gigantesque de planètes, est un objet d’étude ancien. La compréhension scientifique de sa forme, de son âge et de son mouvement, résulte d’un long cheminement, émaillé de controverses.
Problématique : Comment les progrès scientifiques ont-ils permis de déterminer l’âge de la Terre ?
C1 – L’histoire de l’âge de la Terre
Objectif : On cherche à construire une frise chronologique montrant l’évolution du savoir sur l’âge de la Terre.
- Interpréter des documents présentant des arguments historiques utilisés pour comprendre l’âge de la Terre.
- Identifier diverses théories impliquées dans la controverse scientifique de l’âge de la Terre.
I – De l’antiquité au XVIIe siècle : les premières estimations :
1) Les mythologies :
La formation de la Terre occupe une place centrale dans la plupart des mythologies :
- dans la mythologie grecque, la création du monde vient de l’union de Gaïa la terre avec Ouranos le ciel étoilé.
- dans la mythologie scandinave, le géant Ymir est mis à mort par Odin qui transforme son corps en Terre, son sang en Mer et son crâne en Ciel.
- dans l’hindouisme, ce sont les différentes parties du corps sacrifié de Purusha qui donnent naissance à toute la vie dans l’Univers.
Pour les savants de l’antiquité (Aristote 384-322, Platon 428-348) la Terre est éternelle, elle ne possède ni début ni fin.
A partir du IVe siècle après JC, la prédominance des religions monothéistes impose la vision d’une Terre immuable liée à la genèse, création par une divinité unique.
2) Les premières datations :
Les premiers à vouloir déterminer l’âge de la Terre sont des savants chrétiens du IIe siècle après JC. Ils utilisent les généalogies décrites dans la Bible et en déduisent que la Terre est âgée entre 3483 et 6984 ans.
Au XVIe siècle, Léonard de Vinci (1452-1519) remet en cause la création de la Terre par un être supérieur après avoir observé des fossiles.
En 1654, le théologien James Ussher (1581-1656, archevèque) estime la création de la Terre à 4004 av. JC en s’appuyant sur les écrits de la Bible.
II – Du XVIIe au XIXe siècle : l’apparition de la démarche scientifique :
Au XVIIe siècle, les premières démarches scientifiques apparaissent : observation et expérimentation permettent de calculer l’âge de la Terre.
1) Les chronomètres thermiques :
Le Comte de Buffon (Georges Louis Leclerc 1707-1788, physicien français) part de l’hypothèse que la Terre est une sphère de matière en fusion. Il estime l’âge de la Terre à 100 000 ans par l’observation du refroidissement de boulets incandescents.
Lord Kelvin (1824-1907, physicien britannique) montre que le refroidissement de la Terre n’est pas uniforme. Elle se refroidit rapidement en surface et demeure chaude en profondeur. Il propose en 1862 un âge compris entre 20 et 100 Ma.
En 1895, John Perry (1850-1920, ingénieur britannique) travaille sur l’homogénéisation de la température du manteau terrestre par convection. Il aboutit à un âge de la Terre de 2 Ga.
2) Les chronomètres géologiques :
Dès le XVIIe siècle, James Hutton (1726-1797, géologue écossais) est convaincu que les phénomènes géologiques sont extrêmement lents : plusieurs millions d’années. La datation relative permet alors de dire si une couche est plus récente ou plus âgée qu’une autre, par comparaison des empilements sédimentaires.
En 1865, John Phillips (1800-1874, géologue britannique) observe la vitesse du dépôt des sédiments dans la nature. En parallèle, il observe la vitesse d’érosion des reliefs. Il extrapole alors l’âge de la Terre à 2 Ga.
Charles Darwin (1809-1882, naturaliste et géologue anglais) étudie l’évolution des espèces. Il pense que les fossiles retrouvés dans les roches sédimentaires ont eu besoin d’un temps très long pour évoluer. Il propose un âge de la Terre à au moins 1 GA.
En 1715, Edmund Halley (1656-1742, astronome britannique) explique que le sel provenant de l’érosion des massifs continentaux a salé progressivement les océans d’eau douce de la formation de la Terre. Le calcul sera fait par plusieurs scientifiques à la fin du XIXe siècle. Ils estiment le temps nécessaire pour obtenir la salinité actuelle entre 25 à 100 Ma.
Les scientifiques ne sont donc pas d’accord sur les âges en fonction de la méthode utilisée, ce qui crée des controverses entre géologues, biologistes et physiciens.
III – Le XXe siècle : la radioactivité :
En 1896, la radioactivité est découverte par Henri Becquerel (1852-1908, physicien français).
En 1902, Ernest Rutherford (1871-1937, physicien néozélandais) établit la notion de période radioactive. Cela permet de se servir des éléments radioactifs comme chronomètre absolu des événements passés (datation absolue).
Clair Patterson (1922-1995, géochimiste états-unien) utilise la radiochronologie pour calculer l’âge de la Terre en 1950 à partir de météorites (seuls objets dont on est sûrs qu’ils datent de la formation du système solaire, donc de la Terre). Il mesure un âge de 4,57 Ga.