L'origine des corps radioactifs

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L’origine des corps radioactifs

Les isotopes radioactifs présents dans l’environnement peuvent être classés en trois catégories :

– Les radio-isotopes « primordiaux » sont des corps de très longues périodes – de l’ordre du milliard d’années (Ga) – qui ont été créés avec l’Univers, ou la partie de l’Univers concernée, c’est-à-dire, dans notre cas, le système solaire. Dans cette catégorie se classent également tous leurs descendants. On y retrouve ainsi l’ensemble des familles radioactives issues notamment de l’uranium 238 (4,5 Ga) et du thorium (14 Ga), mais aussi quelques isotopes plus légers tels que le potassium 40 (1,3 Ga), ainsi que le rubidium 87 et le rhénium 187 dont les temps de demi-vie excèdent les 40 milliards d’années. Comme l’avaient pressenti Rutherford et Boltwood, ces radio- isotopes primordiaux peuvent être utilisés pour déterminer les âges très anciens, celui de la Terre et des roches terrestres, par exemple, ce qui permet notamment de dater les grandes périodes géologiques.

– Les radio-isotopes « cosmogéniques » sont produits de façon continue par les rayonnements cosmiques qui réagissent avec la matière qu’ils rencontrent, en particulier avec l’atmosphère terrestre. Ils diffusent ensuite dans les océans, les calottes glaciaires qui recouvrent les pôles, les sédiments, les plantes et tout le règne du vivant. Il s’agit d’isotopes d’éléments légers (du tritium ³H au ⁸¹Kr). Leurs périodes sont généralement inférieures au million d’années, et leur chef de file est le carbone 14, dont la période de 5730 ans permet de dater des objets dont l’âge varie de quelques siècles à 50 000 ans.

– Les radio-isotopes d’origine humaine résultent principalement des essais nucléaires atmosphériques qui ont eu lieu dans les années 1960 ainsi que des rejets – accidentels ou contrôlés – de l’industrie nucléaire. Mis à part quelques exceptions, comme la détermination du millésime de certains vins, ils ne sont pas utilisés à la datation, mais ils servent de traceurs pour pister la diffusion de certains éléments chimiques dans l’environnement, ainsi qu’à l’étude des mouvements naturels des masses fluides, comme les courants océaniques.

Les exemples donnés ci-dessous illustrent l’utilisation de certains radio-isotopes primordiaux et cosmogéniques pour la détermination d’âges plus ou moins anciens.