La datation relative et absolue

La datation relative ne permet pas de donner un âge absolu à une roche ou un fossile. La datation absolue peut être réalisée en étudiant certains isotopes instables présents dans les minéraux : les radio-chronomètres. Limites : 3 méthodes sont applicables 14C, 40K/40Ar et 86Rb/86Sr mais seules les deux dernières sont utilisables pour dater les roches.

Les principes de la datation absolue  

De nombreux éléments chimiques présents dans les roches ou les organismes vivants possèdent des isotopes radioactifs (elt père) qui se désintègrent en formant des éléments chimiques stables (elt fils) .

Courbe de désintégration de P et d'apparition de F

La transformation de l’élément père en élément fils s’effectue selon une fonction exponentielle du temps. Chaque élément radioactif est définit par une période (T) au cours de laquelle la quantité d’élément père est divisée par deux et une constante de radioactivité λ.

L’équation fondamentale de la radioactivité est [pic 1]où P représente la quantité d’élément père.
De là, on peut tirer [pic 2] avec P0 qui est la quantité initiale d’élément père.  L’âge calculé correspond à l’âge de la fermeture du système c’est à dire l’âge à partir duquel tous les échanges en l’échantillon étudié et le milieu environnant ont cessé. En pratique, un élément radiogénique est utilisable pour des durée comprises théoriquement entre 0,01 T et 10 T.

II. Les différentes méthodes de datation absolue

            A. méthode potassium / argon

Utilisable avec des échantillons minéraux (roches magmatiques et métamorphiques) Période de 40K = 1,3 Ga donc datation pour des périodes postérieures à 1 Ma (0,1 ?) Conditions : la quantité P est mesurable dans l'échantillon mais Po est inconnue. Par contre Fo est connu et considéré comme nul donc 40Ar mesuré = F. Sachant que Po = P + F, la formule devient [pic 3]

                   B. méthode rubidium / strontium

Utilisable avec des échantillons minéraux (roches magmatiques et métamorphiques)
Période de 87Rb = 50 Ga donc datation pour des périodes postérieures à 10 Ma
Il faut alors prendre en compte la quantité de 86Sr.

87Sr/86Sr est au départ identique pour tous les minéraux. 87Rb/86Sr varie pour chaque minéral (la quantité de 87Rb initiale présente est différente pour chaque minéral) Au cours du temps le 87Rb se désintègre en  87Sr donc 87Rb/86Sr diminue et 87Sr/86Sr augmente. Initialement, tous les minéraux de la roche s'alignent sur une même droite horizontale (isochrone). Au cours du temps, la pente de la droite augmente sachant qu'elle correspond à λt[pic 4]

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