Carbone 14

En tant que radionucléide artificiel, le carbone 14 peut aussi quand il a été accidentellement ou volontairement libéré dans l'environnement être un polluant. Ainsi, à titre d'exemple, en France, près d'un ancien laboratoire de la société Isotopchim au lieu-dit « le Belvédère de Ganagobie » (30 km au nord-ouest de Forcalquier, dans les Alpes-de-Haute-Provence), des arbres ont bioaccumulé (de 1989 à 1997) des quantités significatives de carbone 14 provenant de rejets atmosphériques du laboratoire voisin qui produisait des marqueurs moléculaires radioactifs pour la chimie fine. L'IRSN a produit une fiche[7] sur le ¹⁴C et l'environnement, après avoir évalué les conséquences radiologiques de deux hypothèses qui étaient :

• le maintien du site en l'état, en particulier en laissant sur place les arbres et en continuant l’entretien du site qui est fait actuellement ;
• l’enlèvement total ou partiel des arbres contaminés.

Les conclusions de l'IRSN sont que maintenir sur place des arbres conduit à un risque radiologique infime pour les riverains (moins d’un centième de dose annuelle due au carbone 14 présent naturellement dans l’environnement qui est de 12 microsievert), les conséquences pour les arbres ou l'écosystème étant difficiles à évaluer[8].

Des cas particuliers existent[9] dont le carbone 14 d'essais nucléaires ou d'accidents (la catastrophe de Tchernobyl en particulier) ayant été capté et piégé par des plantes annuelles près du lieu d'un accident (ex. : Artemisia absinthium après l'accident de Tchernobyl)[9], et surtout par des arbres, qui dans leurs racines et dans leurs cernes peuvent piéger ce ¹⁴C pendant toute leur durée de vie. Dans la partie la plus biodisponible de l'arbre, il est principalement localisé dans l'épaisseur de quelques cernes de croissance correspondant à l'époque de la contamination (bois formé durant quelques années, avant que le ¹⁴C n'ait eu le temps d'être dilué dans l'environnement) ; voir illustrations. Il peut être relargué lors d'incendies de forêt. Des années après, il pourra aussi repasser dans l'écosystème via les insectes xylophages et saproxylophages qui consommeront ces cernes « radiomarqués », ou les champignons qui le dégraderont.

Les centrales au charbon n'émettent, compte tenu de l'âge de la houille, que du carbone 12 (et du carbone 13) et diminuent légèrement la teneur en carbone 14 dans l'atmosphère, les océans et à la surface terrestre. La radioactivité du charbon se trouve dans les cendres et est constituée principalement par celle de l'uranium, du radium et du thorium.

Les essais nucléaires atmosphériques (qui ont principalement eu lieu entre 1950 et 1970) ont libéré une grande quantité de radionucléides (dont le ¹⁴C) dans l'air ; assez pour multiplier par 1,75 ± 0,15 la concentration de ¹⁴C dans l'atmosphère, avant que les niveaux ne se réduisent à la suite du traité d'interdiction partielle des essais nucléaires.

Après la Seconde Guerre mondiale et le premier usage de la bombe atomique, les nombreux essais nucléaires atmosphériques des années 1960 ont libéré une grande quantité de divers radionucléides et radioisotopes (dont le carbone 14) dans l'air ; assez pour doubler le taux normal de ¹⁴C de l'atmosphère[10], et par suite pour le faire augmenter dans la biomasse[10] (et par suite dans la nécromasse).

L'écotoxicologie et la toxicologie nucléaire considèrent — hors quelques exceptions (voir plus bas) — que ce carbone 14 s'est largement dilué dans l'air et les mers, et que la part du ¹⁴C artificiel n'est plus distinguable de celui circulant naturellement (dont dans la biomasse qui contient plus de cent fois plus de carbone que ce que contient tout l'air de la planète[10]).

Le stock global de carbone 14 de la biomasse a presque partout retrouvé son niveau d’activité d'origine.

Les spécialistes (et l'IRSN en France) considèrent que « Les scénarios catastrophiques de bioaccumulation rencontrés dans le cas de toxiques comme le mercure ou le DDT sont donc exclus dans le cas du carbone 14 »[10].

Une conséquence de faibles rejets de carbone 14 dans l'environnement est de créer pour les chercheurs du futur des « anomalies » dans une datation par le carbone 14 faite sur les tissus ainsi marqués. Le carbone 14 ajouté artificiellement aura pour effet de fausser les résultats de la datation en donnant des âges apparents plus bas que ce qu'ils sont réellement, pouvant aller jusqu'à afficher des âges apparents négatifs si le marquage en carbone 14 est suffisamment important.

Inversement, la végétation le long des autoroutes et axes de grande circulation automobile présente un marquage négatif : le gaz carbonique métabolisé par cette végétation provenant majoritairement de combustibles fossiles, dont le carbone 14 a disparu après quelques dizaines de milliers d'années, l'équilibre isotopique qui y est relevé peut correspondre à des datations de plusieurs milliers d'années, pour des plantes pourtant encore sur pied.

• (en) John F. Marra, Hot Carbon : Carbon-14 and a Revolution in Science, Columbia University Press, 25 juin 2019, 280 p. (ISBN 978-0-231-18670-4 et 0-231-18670-3)

• Carbone
• Isotopes du carbone
• Radioactivité
• Table des isotopes
• Datation par le carbone 14

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

  • Britannica
  • Gran Enciclopedia Aragonesa
  • Gran Enciclopèdia Catalana
  • Universalis