Une horloge universelle : Étalonnage et corrections
Étalonnage et corrections
À mesure que la précision des datations effectuées par le carbone 14 augmentait, un écart systématique apparaissait entre les âges ainsi déterminés et les âges réels, lorsqu’ils étaient connus. Ainsi, en 1959, des échantillons égyptiens vieux de 3 500 à 5 000 ans qui avaient été datés par ailleurs révélaient que la méthode du 14C sous- estimait leur âge d’environ 6 à 10 %. Afin d’expliquer cet écart, on suspecta d’abord la valeur adoptée pour la période radioactive de cet isotope. Libby l’avait évaluée à 5 538 ans, et ce chiffre était universellement adopté. Une nouvelle mesure, effectuée en 1962 porta cette période à 5 730 ans, à 40 années près, ce qui augmentait tous les âges mesurés de 3 %. Comme cette correction ne suffisait pas, il fallut remettre en cause l’hypothèse fondamentale selon laquelle la teneur en radiocarbone du gaz carbonique de l’atmosphère avait été constante au cours des âges. Il devenait alors nécessaire de construire la courbe d’étalonnage permettant de passer des âges mesurés aux âges réels.
Les premiers objets permettant d’établir cette correspondance sont les arbres. Comme chacun le sait, leur âge peut être déterminé en comptant les cercles sur une coupe de leur tronc.Chaque anneau correspond à une année de croissance, et seul l’anneau extérieur de l’arbre est en communication avec l’extérieur. Dans les anneaux internes, le radiocarbone a déjà commencé son processus de décroissance radioactive. Les arbres peuvent ainsi être datés « anneau par anneau », par le carbone 14, les anneaux centraux étant les plus anciens, et les âges obtenus comparés avec le résultat du comptage des anneaux. Les séquoias les plus âgés permettent ainsi de remonter 2 000 ans dans le passé. Pour aller plus loin, on a recours aux troncs fossiles, en opérant des recoupements avec des arbres moins âgés grâce aux irrégularités de croissance liées aux années de sécheresse ou de fortes pluies. Cette méthode, dite de « dendrochronologie » permet d’étalonner les mesures faites avec le 14C jusqu’à environ 11 000 ans. Au-delà, on fait appel à des échantillons entièrement différents, puisqu’il s’agit des coraux marins. Ceux-ci peuvent être datés par le 14C, puisqu’ils sont essentiellement composés de carbonates, mais aussi par la méthode uranium- thorium, comme nous l’avons vu plus haut. On peut ainsi poursuivre l’étalonnage de la méthode du 14C jusqu’à des âges de 20 000 ans. Comme on peut le constater , la correction à apporter aux âges mesurés s’élève alors à 3 000 ans. Pour les échantillons encore plus anciens, on ne dispose plus de méthode alternative de datation. Une correction a pu cependant être proposée. Elle s’appuie sur l’hypothèse que la variation de la teneur en 14C du gaz carbonique atmosphérique est principalement due aux fluctuations de l’intensité du rayonnement cosmique, elle-même cor- rélée à celle du champ magnétique terrestre. En effet celui-ci dévie les trajectoires des particules chargées du rayonnement cosmique. Ainsi, plus le champ magnétique est faible, plus le rayonnement cosmique est intense et plus grande est la production de 14C. On accède aux fluctuations de champ magnétique en mesurant l’aimantation naturelle des sédiments en fonction de leur âge. À partir de ces mesures, un modèle permet de calculer les fluctuations d’intensité du rayonnement cosmique, et d’en déduire l’amplitude des corrections à apporter sur les âges mesurés par le 14C. La courbe obtenue,s’étend de notre époque à – 50 000 ans. On constate qu’elle est en bon accord avec les étalonnages obtenus par dendrochronolgie et par l’analyse des coraux sur tout le domaine où ces étalonnages existent, ce qui inspire confiance pour ce qui concerne les temps plus anciens. On constate également que cette correction est maximale pour la période allant de – 20 000 à – 40 000 ans, pour laquelle la teneur en radiocarbone du gaz atmosphérique excédait d’environ 40 % la valeur actuelle.
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