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Retour sur Terre et la méthode plomb-plomb

Vous êtes ici : » » Retour sur Terre et la méthode plomb-plomb ; écrit le: 30 mars 2012 par azza modifié le 14 novembre 2014



Retour sur Terre et la méthode plomb-plomb

Pour évaluer l’âge de la Terre ou du matériau qui lui a donné naissance, indépen­damment de cette précieuse indication provenant des météorites, on peut d’abord se référer aux deux isotopes 238 et 235 de l’uranium. Leur abondance relative est la même dans tous les minéraux : 99,3 % pour le premier, 0,7 % pour le second. Com­me leurs périodes radioactives sont également très différentes (4,5 Ga et 0,71 Ga, res­pectivement), on peut penser que leurs abondances étaient comparables à l’origine et que la majorité de l’uranium 235 a simplement disparu par désintégration radioac­tive. Un rapide calcul montre que cette hypothèse aboutit à un temps écoulé d’envi­ron 6 milliards d’années115, ce qui correspond à un ordre de grandeur acceptable, compte tenu de la rusticité de la méthode.

On peut également accéder à une limite inférieure de l’âge de la Тепе en se réfé­rant à celui des nombreux matériaux terrestres ayant fait l’objet de mesures. Comme nous l’avons signalé, l’application de la méthode rubidium-strontium à la datation de ces divers matériaux conduit à des résultats variables. C’est ainsi que l’on a pu pré­ciser les âges des différentes ères ou périodes géologiques. En prélevant des roches dans les massifs montagneux ou les affleurements les plus anciens, l’âge le plus élevé que l’on ait obtenu est de 3,78 milliards d’années. On peut en déduire que la Terre s’est formée il y a plus longtemps encore. Compte tenu de la limite supérieure (4,55 Ga) fournie par les météorites, l’âge de cette « Terre primitive » se trouve enca­drée aux alentours d’une valeur de 4 milliards d’années.

Afin d’accéder à une détermination plus précise, on utilise la méthode plomb- plomb. Celle-ci consiste à mesurer avec précision l’abondance des quatre isotopes sta­bles de plomb dans les minerais de ce métal. Ces échantillons particuliers se caracté­risent par le fait qu’ils contiennent essentiellement des sels ou oxydes de plomb, accompagnés éventuellement d’autres métaux lourds, l’uranium et le thorium n’y étant présents qu’en quantités très faibles. Les isotopes stables du plomb correspon­dent aux masses 204, 206, 207 et 208. À l’origine de la Terre, tous étaient présents avec des abondances relatives que l’on suppose être les mêmes qu’à l’intérieur des météorites. Mais ces abondances ont été modifiées dans des proportions variables en fonction de l’histoire du matériau ayant donné naissance au minerai considéré et se­lon l’âge de ce dernier, c’est-à-dire selon la date de dernière séparation plomb-ura- nium et plomb-thorium. En effet les matériaux contenant de l’uranium et du thorium s’enrichissent de façon permanente en 206Pb, 207Pb et 208Pb, qui constituent les points d’aboutissement respectifs des familles radioactives de 238U, de 232Th, et de 235U, alors que leur teneur en 204Pb ne change pas.

La méthode consiste donc à mesurer, par spectrométrie de masse, les abondances relatives de chacun des quatre isotopes de plomb dans des minerais de diverses origi­nes, dont l’âge a été déterminé par ailleurs (par des méthodes géologiques, par exem­ple), ainsi que leur teneur en uranium et en thorium. Ces dernières valeurs sont utilisées pour remonter aux abondances isotopiques du plomb au temps correspon­dant à l’âge du minerai. On reporte ensuite les valeurs obtenues en fonction de cet âge (figure 68). En effectuant ces mesures sur un certain nombre d’échantillons de différents minerais, on s’aperçoit qu’il existe une corrélation entre les abondances isotopiques et cet âge. Plus cet âge est récent, plus les minerais sont riches en isotopes 206,207 et 208. En extrapolant les courbes obtenues, on s’aperçoit que cha­cun des rapports 206Pb / 204Pb, 207Pb / 204Pb, 208Pb / 204Pb atteint la valeur de référen­ce (fournie par les météorites) pour un temps qui correspondrait à un âge de 4,44 milliards d’années, avec une précision de ± 100 millions d’années. Ce résultat, en bon accord avec l’âge mesuré indépendamment pour les météorites, est considéré comme la meilleure détermination actuelle de l’âge de notre planète.



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