Quelques définitions
Définition
Carbone 14
Un isotope radioactif du carbone utilisé dans la datation des restes organiques anciens.
Rayons cosmiques
Particules très rapides provenant de l'espace et entrant en collision avec les atomes de l'atmosphère terrestre.
Demi-vie
Temps nécessaire pour que la moitié des atomes radioactifs présents initialement se désintègrent.
Pourquoi s'intéresser au carbone 14 ?
Le carbone 14 est crucial pour la datation des restes organiques anciens comme le bois, les os, les tissus et le charbon. Comprendre sa formation et son comportement dans l'environnement permet de remonter le temps et d'obtenir des informations précieuses sur l'histoire de la Terre et de ses habitants.
D'où vient le carbone 14 ?
Le carbone 14 est formé naturellement dans la haute atmosphère terrestre. Les rayons cosmiques, provenant de l'espace, viennent percuter les atomes de l'air, principalement l'azote. Ces collisions libèrent des neutrons qui, à leur tour, frappent des atomes d'azote 14 (¹⁴N), les transformant en carbone 14 (¹⁴C). La réaction chimique simplifiée est la suivante : ¹⁴N + neutron → ¹⁴C + proton.
Que devient ce carbone 14 ?
Une fois formé, le carbone 14 se combine avec l'oxygène pour devenir du dioxyde de carbone radioactif (¹⁴CO₂). Ce ¹⁴CO₂ s'incorpore alors dans le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Les plantes absorbent ce dioxyde de carbone à travers la photosynthèse, et ainsi, le carbone 14 pénètre dans la chaîne alimentaire : les animaux mangent les plantes ou d'autres animaux, intégrant ainsi aussi le carbone 14 dans leur organisme. En conséquence, toute forme de vie sur Terre contient une certaine quantité de carbone 14.
Que se passe-t-il après la mort ?
Lorsque un organisme meurt, il cesse d'échanger du carbone avec l'environnement. Dès cet instant, le carbone 14 qu'il contenait commence à décroître lentement par désintégration radioactive, se transformant progressivement en azote 14. Ce processus suit une première loi de décroissance radioactive avec une demi-vie de 5730 ans. Cela signifie qu'après 5730 ans, la moitié du carbone 14 initialement présente dans l'organisme aura disparu.
Comment dater un objet ?
La datation par le carbone 14 repose sur la mesure de la quantité de carbone 14 restant dans un échantillon organique. En comparant cette donnée avec la quantité initialement présente à la mort de l'organisme, il est possible de déterminer le temps écoulé depuis ce moment. Ceci permet de donner une estimation de la date de décès de l'organisme ancien.
A retenir :
Le carbone 14, isotope radioactif formé dans la haute atmosphère suite à l'interaction entre les rayons cosmiques et l'azote, est essentiel pour la datation des matériaux organiques anciens. Il s'intègre à la biosphère via le dioxyde de carbone et la chaîne alimentaire. L'arrêt de l'échange de carbone après la mort d'un organisme déclenche une décroissance radioactive mesurable, utilisée pour estimer la date d'un objet. Comprendre ce cycle et son fonctionnement est vital pour les sciences archéologiques et paléontologiques.
