Carte mentale thème 1 enseignement scientifique

Thème 1 - Une longue histoire de la matière. Chapitre 1 – Les éléments chimiques

4 – La datation au carbone 14

Si la radioactivité peut être dangereuse pour la santé, elle peut aussi permettre de dater l’âge d’échantillons recueillis par les chercheurs, que ce soit en archéologie, en géologie ou en climatologie. Le carbone 14 est l’un des isotopes radioactifs employés dans ce but.

Problème : Comment fonctionne la méthode de datation au carbone 14 ?

Visualisez le film « La datation par le carbone 14 en vidéo » pour répondre aux questions ci-dessous.

http://www.cea.fr/multimedia/Pages/animations/radioactivite/datation-carbone-14.aspx

1/ Donnez la définition d’un isotope à partir de l’exemple du carbone.

Rép : Les isotopes sont des éléments chimiques qui ont le même nombre de protons mais pas le même nombre de neutrons dans leur noyau : ici l’atome 12C contient 6 protons et 6 neutrons, le 14C contient 6 protons et 8 neutrons.

2/ Comment les êtres vivants assimilent-ils le carbone 14 ?

Rép : C’est la photosynthèse qui fait rentrer le 14C dans les plantes puis par l’alimentation, le 14C est assimilé par les organismes hétérotrophes = qui ne produisent pas leur propre matiere organique à partir de matière minérale (« animaux »).

3/ Décrivez le processus de désintégration du carbone 14 représenté ci-contre. [pic 1]

Rép : Le 14C perd un électron  ce qui lui fait gagner  un proton (et perdre un neutron). Il forme alors de l’14N.

4/ Expliquez ce qu’est la période radioactive ou demi-vie du carbone 14. Représentez-la sur le graphique 1 ci-dessous.

Rép : Période à laquelle la moitié de la quantité des atomes de 14C est désintégré en 14N. No/2 = 5730 ans.

5/ Indiquez les étapes que les scientifiques doivent réaliser afin de dater un échantillon au carbone 14.

Rép : Étape 1 comptez les atomes radioactifs (ou mesurer la radioactivité) et retrouver le rapport r = quantité de 14C/quantité de 12C au moment t. Étape 2 : utiliser la courbe de décroissance du carbone 14 (graphique 1) pour retrouver l’âge non calibré de l’échantillon. Étape 3 Calibrer le résultat à l’aide de la courbe de calibration.

[pic 2]

Une momie a été découverte en Égypte dans la vallée des Rois. On mesure une baisse de 45% de la proportion de carbone 14 de la momie.

6/ Pourquoi peut-on utiliser la méthode de datation carbone 14 pour dater la momie ?

Rép : La momie contient du carbone (matière organique)

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5][pic 6]

7/ À l’aide des 2 graphiques ci-avant, déterminez l’âge de la momie.

Rép : Graphiques (attention à l’axe des abscisses qui n’est pas le même sur les 2 graphiques).

8/ Pourrait-on utiliser la méthode de datation carbone 14 pour dater des dinosaures qui se sont éteints il y a 65,5 millions d’années ? Pourquoi ?

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