Âge des roches

La géochronologie est l'étude de l'âge des roches et de la croûte terrestre en général. Pour cela, les fossiles présents dans la roches sont beaucoup utilisés mais il existe d'autres méthodes pour dater une roche.

Formation des roches sédimentaires

Des sédiments, apportés par l'eau ou le vent et de provenance variée (érosion de roche, minéraux présents dans l'eau, restes d'êtres vivants) s'accumulent pour former un dépôt sédimentaire. Sous l'effet de leur propre poids, les sédiments se compactent pour former une couche solide, appelée couche géologique (ou strate géologique). Ce phénomène est appelé la diagenèse.

Les dépôts s'accumulant les uns au dessus des autres, les strates situées en bas sont les plus vieilles tandis que la couche la plus haute est la plus récente (principe de superposition). La composition de la roche dépend des sédiments qui la composent et donc du milieu dans lequel elle s'est formée. En effet, les couches géologiques sont des témoins de l'époque à laquelle elles se sont formées et permettent ainsi de reconstituer les milieux de vie de la préhistoire. Les couches contiennent aussi de nombreux fossiles d'organismes de l'époque.

Datation absolue

La datation absolue est l'ensemble des techniques permettant de donner l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile. On peut distinguer plusieurs groupes de méthodes : les méthodes radiométriques utilisent l'activité radioactive des roches ou de fossiles et les méthodes paléodosimétriques utilisent l'exposition à certains rayons des roches pour déterminer leur âge. Il existe aussi la méthode du paléomagnétisme, qui utilise la champ magnétique de la Terre.

Méthodes radiométriques

Les techniques de datation radiométriques utilisent la variation de la radioactivité d'un isotope au cours du temps. En effet, lorsqu'un isotope est radioactif, il se désintègre en libérant de l'énergie. Le rythme de désintégration de l'isotope instable (radioactif) est connu et diffère selon les éléments.

La durée au bout de laquelle un isotope instable a perdu la moitié de son activité est appelée demi-vie. Elle peut durer plusieurs secondes, comme des dizaines de milliers d'années. Ainsi la demie-vie de l'Oxygène 15 est de 2,041 min, tandis que celle du Thorium 232 est de 14,1 milliards d'années !

Les méthodes radiométriques utilisent donc ces radio-isotopes présents dans les roches pour les dater, grâce à la baisse de leur activité au cours du temps.

Datation au carbone 14

Parmi les isotope du carbone naturels (Carbone 12, Carbone 13 et Carbone 14), seul le Carbone 14 est un radio-isotope. Sa demi-vie est d'environ 5 700 ans.

Un organisme vivant possède la même proportion de Carbone 14 par rapport au Carbone 12 et au Carbone 13 que dans l'atmosphère, grâce aux nombreux échanges entre l'organisme et son environnement. Lorsque cet organisme meurt, ces échanges cessent et à cause de son instabilité, la proportion de Carbone 14 diminue au fil des années. En connaissant sa courbe de désintégration au cours du temps, on peut déterminer depuis combien de temps l'organisme est mort. Cette méthode ne peut être utilisée que sur des organismes et non sur les roches. Il est néanmoins possible de dater une roche indirectement, en datant des fossiles contenus à l'intérieur.

Cette technique permet de dater des fossiles précisément jusqu'à 35 000 ans.

Autres méthodes

Les autres méthodes radiométriques utilisent le même principe : elles se basent sur la désintégration d'un radio-isotope et la baisse de son activité. Seulement, si le Carbone 14 est utilisé pour les fossiles (et indirectement les roches), les autres méthodes n'ont pas les mêmes contraintes.

• L'utilisation du Potassium 40 est efficace dans les roches volcaniques car elles sont riches en potassium.

• L'uranium présent dans l'eau est présent dans les matières formées à partir de celle-ci : coquillages, coraux, parois de grotte. On utilise alors la datation à l'Uranium 234.