Language
Country/Area
No result found
Le curieux lien entre l’uranium et le plomb : que révèle cette technique sur les origines de la Terre ?
La datation uranium-plomb est une technique de datation radioactive ancienne et sophistiquée qui revêt une importance majeure en géologie et en archéologie. Cette méthode permet de déterminer avec précision l’âge de roches vieilles d’un million d’années à plus de 4,5 milliards d’années, généralement avec une précision de 0,1 à 1 %. La méthode de datation uranium-plomb est le plus souvent appliquée au zircon, un minéral qui absorbe l’uranium et le thorium lors de sa formation mais rejette fortement le plomb. Cela signifie qu'il n'y a pas de plomb à l'intérieur des cristaux de zircon nouvellement formés et que tout plomb trouvé est généré radioactivement. Par conséquent, en mesurant le rapport plomb/uranium, l’âge des zircons peut être déterminé de manière fiable.
L'uranium se désintègre en plomb via deux chaînes de désintégration différentes : 238U se désintègre en 206Pb et 235U se désintègre en 207Pb.
Chemins de décomposition
L'uranium est converti en plomb par une série de désintégrations alpha et bêta, avec 238U et ses nucléides filles subissant un total de huit désintégrations alpha et six désintégrations bêta, tandis que 235U et ses nucléides filles ne subissent que sept désintégrations alpha et quatre désintégrations bêta. Désintégration sous-bêta. L'existence de deux voies de désintégration uranium-plomb « parallèles » permet de multiples techniques de datation possibles au sein de l'ensemble du système U-Pb.
Utilisations de la minéralogie
Bien que le zircon (ZrSiO4) soit le minéral le plus couramment utilisé, d’autres minéraux tels que la monotactinite, la titanite et la baddeleyite peuvent également être utilisés pour la datation de l’uranium et du plomb. Parallèlement, certains minéraux carbonatés courants tels que la calcite et l’aragonite peuvent également être datés à l’aide de la technologie de datation uranium-plomb lorsque des cristaux contenant de l’uranium et du thorium ne peuvent être obtenus. Bien que les âges de ces minéraux soient généralement moins précis que ceux des minéraux magmatiques et métamorphiques traditionnellement utilisés pour la datation, ils sont plus courants dans les archives géologiques.
Mécanismes des dommages causés par les radiations
Au cours du processus de désintégration alpha, les cristaux de zircon subissent des dommages causés par les radiations qui sont principalement localisés autour des isotopes parents (uranium et thorium). Ces dommages délogeront l’isotope fille (plomb) de sa position d’origine dans le réseau de zircon. Lorsque la concentration de l'isotope parent est élevée, les dommages causés au réseau cristallin peuvent être assez graves et se connectent souvent à un réseau de dommages par rayonnement, aggravant encore la destruction au sein du cristal. Ces rétrécissements et microfissures endommagés par les radiations peuvent conduire à la lixiviation des isotopes de plomb.
Calcul de l'âge
En l’absence de perte ou de gain de plomb externe, l’âge des zircons peut être calculé en supposant une désintégration exponentielle de l’uranium. Ce calcul ignore le plomb produit par le rayonnement de fond et s’appuie uniquement sur le taux de désintégration de l’uranium. Si une série d’échantillons de zircon perdaient différentes quantités de plomb, une ligne de liaison incohérente se formerait. Cette incohérence pose un défi pour déterminer l’âge de chaque système de désintégration.
Clair Cameron Patterson, un géochimiste américain pionnier de la méthode de datation radiométrique à l'uranium et au plomb, a estimé pour la première fois en 1956 l'âge de la Terre à 4,55 milliards d'années, un chiffre qui reste incontesté à ce jour.
L'histoire et l'avenir de la Terre
Notre compréhension de l’âge de la Terre a bénéficié du développement de la datation uranium-plomb. Mais à mesure que la technologie progresse, pouvons-nous nous rapprocher de la découverte des magnifiques secrets de la Terre ou d’autres planètes ?
