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GÉOCHRONOLOGIE ou DATATION, géologie

La géochronologie est la branche de la géologie qui a pour objet la datation des diverses formations de la croûte terrestre. À côté de la géochronologie « relative », fondée essentiellement sur la stratigraphie et le paléomagnétisme, la géochronologie « absolue » et, plus précisément, la radiochronologie visent à obtenir des estimations quantitatives de l'âge des événements géologiques. On exposera ici les diverses méthodes de la géochronologie absolue, la géochronologie relative étant traitée dans l'article stratigraphie.

Sauf cas très particuliers, la stratigraphie ne permet pas de donner l'âge réel d'une formation géologique. Depuis le xviiie siècle, on a tenté d'évaluer la durée des temps géologiques. Les estimations anciennes, fondées surtout sur des exégèses abusives de textes sacrés, parurent très vite insuffisantes, eu égard à la grande lenteur des phénomènes géologiques. Au xixe siècle, la durée des temps fossilifères est évaluée, suivant les auteurs, de 100 000 ans à 3 millions d'années. Les tentatives un peu sérieuses de l'époque s'appuient sur la détermination des vitesses d'accumulation des sédiments, ou sur le temps nécessaire à la réalisation du stock actuel de sel des océans. William Thomson (lord Kelvin) obtient, par l'étude du bilan thermique du globe, une estimation de cent millions d'années pour l'âge de la Terre ; cette valeur paraît encore trop faible aux géologues, et, dès les premiers travaux d'Antoine Henri Becquerel et des Curie, John Joly (1906) montre que la radioactivité est le seul processus naturel, apparemment indéréglable, susceptible de fournir une « horloge géologique » digne de confiance.

Les méthodes de la radiochronologie reposent sur le principe suivant : soit un radioélément A contenu dans un minéral au moment de sa cristallisation et se transformant en un élément B ; le rapport des concentrations A/B dans le minéral à un instant donné est une fonction de la période de A et de l'âge du minéral.

Bien que des essais valables aient été faits dès 1906, la radiochronologie, pour des raisons techniques (difficultés de dosage notamment), n'a pris vraiment son essor qu'à partir de 1945. Dans de nombreux cas, l'interprétation des résultats demeure délicate ; les éléments radioactifs utilisés, dont le nombre est d'ailleurs assez limité pour l'instant (on en compte à peine une dizaine), sont relativement rares dans la lithosphère, étant localisés en général dans des minéraux particuliers.

Les méthodes radiochronologiques restent cependant les plus sûres pour une chronologie absolue des temps géologiques ; les autres méthodes n'interviennent qu'en complément dans des cas très précis.

Les méthodes radiochronologiques

Dans un système clos (le minéral ou la roche à dater), s'il existe à un instant « zéro » (date de la consolidation en première approximation) un nombre N0 d'atomes radioactifs d'un nuclide donné, caractérisé par sa constante radioactive λ (λ = 0,693 T-1, T étant la période), il reste au bout du temps t :

atomes du nuclide considéré et il s'est formé N′ = N0 − N atomes du nuclide fils, dits radiogéniques.

Trois types de méthodes radiochronologiques existent :

a) si le nuclide radiogénique est stable, on déduit l'âge du système de la détermination expérimentale de N et N′ :

b) si l'élément radiogénique est lui-même radioactif (cas des éléments intermédiaires des séries de l'uranium et du thorium), il s'établit dans certains cas entre le « nuclide père » et le « nuclide fils » un équilibre radioactif ; à ce moment, il existe un rapport constant entre les proportions du nuclide père et celles du nuclide fils ; tant que l'équilibre radioactif n'est pas atteint, l'écart à cet équilibre[...]

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Écrit par

  • : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Strontium

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Échelle chronologique absolue

Échelle chronologique absolue

Quaternaire : chronologie

Quaternaire : chronologie

Autres références

  • DATATION PAR LES FOSSILES

    • Écrit par Eric BUFFETAUT
    • 123 mots

    Dès les années 1790, le topographe anglais William Smith (1769-1839) constate empiriquement que les strates sédimentaires sont caractérisées par des assemblages de fossiles correspondant à des périodes géologiques distinctes. Cela ouvre la voie à une reconstitution de l'histoire géologique...

  • TERRE - Planète Terre

    • Écrit par Jean AUBOUIN, Jean KOVALEVSKY
    • 9 225 mots
    • 9 médias
    Amorcée dans l'entre-deux-guerres, la géochronologie absolue explose littéralement après la Seconde Guerre mondiale. Fondés sur la période de désintégration des éléments radioactifs naturels inclus dans les minéraux, ces travaux utilisent divers couples : uranium-plomb (235U/207Pb, 238U/...
  • CÉNOZOÏQUE

    • Écrit par Marie-Pierre AUBRY
    • 7 601 mots
    • 7 médias

    Le terme Cénozoïque, qui a été introduit par J. Philipps en 1840, désigne la plus récente et la plus courte des ères géologiques, dans laquelle nous vivons. Avec une durée estimée à 65,5 millions d'années, celle-ci ne représente qu'un tiers du Mésozoïque (251-65,5 Ma), qui...

  • ÉCHELLE STRATIGRAPHIQUE

    • Écrit par Patrick DE WEVER
    • 1 245 mots
    Dansle domaine des sciences de la Terre, le temps n'est pas directement accessible et mesurable. Il ne peut être appréhendé qu'au travers de traces (des restes d'organismes, par exemple) qui l'ont « fossilisé ». La plupart d'entre elles n'ont pas de signification temporelle en elles-mêmes mais elles...
  • GÉOCHIMIE

    • Écrit par Marie-Laure PONS
    • 2 062 mots
    • 4 médias
    Le développement de la radiochronologie a révolutionné la géologie. En effet, cette technique a permis de déterminer l'âge de la Terre – estimé en 1956 par Clair Patterson à 4,55 milliards d'années –, mettant ainsi un terme à une longue controverse historique.
  • Afficher les 23 références

Voir aussi