Accueil🇫🇷Chercher

Datation par l'uranium-thorium

La méthode de datation par l'uranium-thorium, ou méthode des déséquilibres des familles de l'uranium et du thorium, est une méthode de datation radiométrique qui permet notamment de mesurer l'âge de certaines formations carbonatées d'origine animale (datation sur du corail[1]) ou sédimentaire (spéléothèmes, couches de calcite qui peuvent se déposer sur une peinture ou une gravure préhistorique après sa réalisation)[2].

Principe

L'uranium est soluble dans l'eau. L'uranium 238 (l'isotope majoritaire) se dĂ©sintègre lentement (avec une demi-vie de 4,47 milliards d'annĂ©es) pour se transformer par quelques Ă©tapes rapides en uranium 234 (de demi-vie 245 500 ans), lequel se dĂ©sintègre ensuite (par dĂ©sintĂ©gration α) en thorium 230, de demi-vie 75 000 ans.

Contrairement à l'uranium, le thorium est insoluble dans l'eau. L'eau de mer (ou toute eau courante) contient donc de l'uranium 238 en équilibre séculaire avec son descendant 234U (à de très faibles teneurs : environ µg d'uranium par mètre cube d'eau de mer[3]), mais ne contient pas de thorium, qui précipite dès qu'il est formé.

Un matériau dur se formant en contact avec cette eau (le squelette minéral d'un corail, un coquillage, un squelette[4] ou la formation de calcite sur les parois d'une grotte[5]) piège l'uranium dissous dans l'eau dans son matériau constitutif. À l'origine, le matériau contient donc des traces d'uranium, mais pas de thorium.

Du fait que 238U continue Ă  se dĂ©sintĂ©grer en 234U, avec lequel il Ă©tait dĂ©jĂ  en Ă©quilibre sĂ©culaire, la quantitĂ© de 234U immobilisĂ© reste sensiblement constante dans le matĂ©riau. Mais Ă  mesure que cet uranium 234U se dĂ©sintègre (avec une demi-vie de 245 500 ans), le thorium s'accumule, la teneur en thorium augmente et tend vers son Ă©quilibre sĂ©culaire (suivant une loi exponentielle). Le rapport isotopique de thorium par rapport Ă  l'uranium fournit donc une mesure du temps Ă©coulĂ©.

230Th ayant une demi-vie de 75 000 ans, cette mĂ©thode de datation a une plage de sensibilitĂ© optimale pour des datations de cet ordre. Pour des datations plus anciennes, on utilisera des isotopes Ă  demi-vie plus longue, par exemple par la mĂ©thode de datation par l'uranium-plomb.

Limites de la méthode

  • DĂ©sĂ©quilibre isotopique : la mĂ©thode fait l'hypothèse d'un Ă©quilibre sĂ©culaire entre uranium 238 et uranium 234 dans l'eau de mer, mais il peut arriver que l'uranium 234 soit prĂ©sent initialement en plus grande quantitĂ©, faussant alors les rapports de dĂ©sintĂ©gration.
  • Fraction dĂ©tritique : il peut y avoir un apport de thorium 230 exogène (ne provenant pas de la dĂ©sintĂ©gration in situ de l'uranium 234), que d'ordinaire on peut quantifier grâce au rapport 232Th/230Th.

Notes et références

  1. La première datation du corail par cette méthode a eu lieu en 1955. Cf "Les bulletins de l'Association française pour l'étude du quaternaire", 1979, volume 16, Chi-Trach Hoang et Claude Lalou, Les méthodes de datation par les descendants de l'Uranium, page 3 (http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/quate_0004-5500_1979_num_16_1_1341)
  2. Georges Sauvet, « À la recherche du temps perdu. Méthodes de datations en art préhistorique : l’exemple des sites aurignaciens », Palethnologie, no 7,‎ (DOI 10.4000/palethnologie.815)
  3. Chen J. H., Lawrence Edwards R., Wasserburg G. J. (1986), 238U, 234U and 232Th in seawater, Earth and Planetary Science Letters, 80(3-4), p.241–251, doi:10.1016/0012-821x(86)90108-1
  4. Fiche : Uranium - Thorium
  5. Des pochoirs vieux de 40 000 ans dĂ©couverts en IndonĂ©sie, Le Monde, 08.10.2014

Voir aussi

Bibliographie

  • Lalou C. (2002), « Application des dĂ©sĂ©quilibres radioactifs dans les familles de l'uranium et du thorium Ă  quelques problèmes de gĂ©ochronologie et de gĂ©ochimie, d'environ 300 000 ans Ă  l'actuel », GĂ©ologie de la PrĂ©histoire : MĂ©thodes, techniques, applications, Miskovsky J.-C. (dir.), Paris, Association pour l'Ă©tude de l'environnement gĂ©ologique de la PrĂ©histoire, p.1231–1257
  • Quinif Y. (1989), « La datation uranium-thorium », SpĂ©lĂ©ochronos, no 1, p.3–22

Articles connexes

Cet article est issu de wikipedia. Text licence: CC BY-SA 4.0, Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.