L’âge de la Terre

L’âge de la Terre

Ateliers 1

Buffon

Le Comte de Buffon expose sa théorie dans L’histoire de la Terre avec l’hypothèse que la Terre a été une sphère en fusion qui a refroidit. Dans une expérience, il chauffe dix boulets de tailles différentes et note la durée nécessaire pour que le boulets puissent être touchés sans se brûler. Le graphique qu’il établit est une fonction affine du type Y = aX + b dans laquelle Y correspond au temps de refroidissement et X au diamètre du boulet, donc une relation linéaire entre temps refroidissement d’un corps et son diamètre. L’équation de la droite est : Y = 39,75X–14,66. On remplace X par le diamètre de la Terre dans l’équation :Y = 39,75 × 1 274 800 000 – 14,66 => Y = 5,06 × 1010 min. Dans une année, il y a 525 600 minutes, l’âge de la Terre serait de 96 270 ans.

Limites : mesures approximatives, extrapolation non vérifiée, boulets fer or d’autres matériaux.

Kelvin

Il reprend l’idée de Buffon en étudiant les lois physiques qui décrivent la diffusion de la chaleur au sein des roches. Plus l’âge de la Terre est ancien, plus le gradient géothermique est faible. Kelvin émet l’hypothèse que ce gradient devait être plus élevé quand la Terre était âgée et qu’il a diminué jusqu’à maintenant. En utilisant le gradient géothermique actuel, de 30 °C ∙ km–1, on peut tracer une droite parallèle à l’axe des abscisses placée à une ordonnée de 30 °C ∙ km–1. Cette droite recoupe la courbe vers 100 millions d’années environ. La Terre aurait 100 millions d’années.

Limites : calculs précis mais température surface et initiales non vérifiables, grandes incertitudes

Ateliers 2

Érosion

Les idées évolutionnistes défendues par Darwin dans son ouvrage L’Origine des espèces expliquent l’apparition des espèces au cours du temps par l’apparition de petits changements, sélectionnés ensuite ou non par l’environnement, de générations en générations. Cela nécessitent de très longues durées qui ne coïncident pas avec l’âge de la Terre calculé par les physiciens.

On calcule le temps nécessaire à l’érosion de la vallée du Weald. Selon Darwin, la vallée est creusée sur 35.106 cm à une vitesse de 1,15 cm/siècle (érosion était inversement proportionnelle à la hauteur de la falaise). Il aura donc fallu 3, 5 x 106/1,15 soit 3 043 478 siècles soit environ 300 millions d’années pour éroder cette vallée.

Sédimentation

Charles Lyell a identifié les strates sédimentaires en fonction en fonction de leur contenu en fossiles. William Smith décrit le cumul théorique de ces strates sur 22km d’épaisseur. La vitesse de dépôt pour Philips étant de 22,9 cm/1 000 ans donc (2,2.106 km)/ (22,9cm/1000 ans) = 96 millions d’années. Les durées des dépôts des formations données par les géologues  étant variables, l’âge de la Terre passe de 96 Ma, pour Philips, à 1,16 Ga, pour Wallace.

Atelier 3

Sel de mer

Le géologue John Joly en 1899 émet l’hypothèse qu’à la formation de la Terre, les océans n’étaient pas salés. Le sel aurait été transporté par l’eau des rivières. L’eau de mer contient 35 g/Kg de sels divers dissous, la masse des océans est 1,33.1021 kg, et il y a 1,57.1011 kg de sodium/ans par altération roches surface.

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