Terminale S
Lycée Montaigne

SVT
 



La mesure du temps
dans l'histoire de la Terre
et de la vie.
 

 Feuille d'activité

Les principales méthodes de datation
Datation absolue

 Partie IV
Cours
Feuille d'activité
Fiches révision
Logiciels

 

  • Activité 1 : Le principe de la datation absolue
  • Activité 2 : Le choix de l'échantillon à dater et du couple d'isotope
  • Activité 3 : détermination de l'âge d'un fragment de bois à l'aide du 14C
  • Activité 4 : détermination de l'âge d'un basalte à l'aide du couple potassium/argon (K/Ar)
  • Activité 5 : détermination de l'âge d'une roche magmatique à l'aide du couple Rubidium-Strontium (Rb/Sr)

 

 

 

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Partie IV 

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Feuille d'activité (utilisé lors du cours sur la datation absolue)

La mesure du temps dans l'histoire de la Terre et de la Vie.
Datation absolue


A. Le principe de la datation absolue (Activité n°1)

Datation absolue =

 

Rappel : la décroissance radioactive (revoir les notions de Physique-Chimie)

 Elément père
 

 Elément fils
 = isotope radioactif
P radioactif

 
désintégration radioactive
 F + autre élément (42He, e+, e-, photon)

Soient Nt : nombre d'éléments P au temps t,
N0 : nombre d'éléments P au temps 0,
On peut écrire que : N
t = N0 e-lt
DNt= - lD N0
avec
l : constante de radioactivité,
t
1/2 : temps de demi-vie (temps que met la moitié du nombre d'éléments P de l'échantillon à se désintégrer en éléments fils)
on a t
1/2 = ln 2 / l l = ln 2 / t1/2


Problème :

 

Bilan :

La datation absolue est fondée sur la décroissance radioactive de certains éléments chimiques.
La radiochronologie exploite la relation qui existe entre les rapports isotopiques et la durée écoulée depuis la fermeture du système.

 

B. Le choix de l'échantillon à dater et du couple d'isotope (Activité n°2)

1) choix de l'échantillon

 Echantillon

 Fermeture du système

 Exemples d'utilisation
 Bois carbonisés    dater des traces de peuplement d'Homininés
 Roches sédimentaires  En général, les roches sédimentaires ne sont jamais des systèmes fermés sauf lors cas particulier de la datation au 14C.  dater des sédiments contenant des fossiles d'Homininés
 Roches magmatiques ou volcaniques  Pour une pression donnée, la fermeture du système correspond à l'abaissement de la température sous un certain seuil.  dater des roches volcaniques et plutoniques d'un arc magmatique associé à une subduction
 Roches métamorphiques  dater des roches métamorphiques d'une chaîne de collision

2) choix des radio-chronomètres

Une fois le système fermé, la quantité d'isotope père………………………………….
Ainsi on ne peut utiliser un radio-chronomètre que pour la mesure de durées allant de :

 

 

Activité 3 : détermination de l'âge d'un fragment de bois à l'aide du 14C


Quel est l'âge d'un fragment de bois dont la radioactivité est de 8,56 cpm/g ?


a) Choix de l'échantillon ?
b) Quel événement est daté ?
c) Choix du radio-chronomètre :
Réaction de désintégration radioactive :
Période :
Particularités de la datation au 14C/14N :

 

 

 

 

Application

a) Déterminer l'âge d'un fragment de bois dont la radioactivité est de 8,56 cpm/g.
- à l'aide du graphique : ……………………………
- par le calcul :

 

 

 

 

 

 

b) Retrouver sur le graphique la période du 14C.
c) Retrouver sur le graphique les limites d'utilisation du 14C.

 

Activité 4 : détermination de l'âge d'un basalte à l'aide du couple potassium/argon (K/Ar)

Quel est l'âge d'un basalte dont on mesure par dosage 3,311 mg de 40Ar pour 61,40 mg de 40K ?
d) choix de l'échantillon ?
e) événement est daté ?
f) choix du radio-chronomètre ?
Réaction de désintégration radioactive :
Période :
Particularités de la datation au 40K/40Ar :

 

 

 

 

 

Application :

Estimation de l'âge du basalte dont on a mesuré par dosage 3,311 mg de 40Ar pour 61,40 mg de 40K ?
- à l'aide du graphique :

 

- par le calcul :

 

 

Activité 5 : détermination de l'âge d'une roche magmatique à l'aide du couple Rubidium-Strontium (Rb/Sr)

a) Choix de l'échantillon :
b) Quel événement est daté ?
c) Choix du radio-chronomètre ?
Réaction de désintégration radioactive :
Période :
Particularité de la datation au 87Rb/86Sr :

Application :


a) Quel est l'âge de la roche dont la droite isochrone a une pente de 0,0143 ?

 

 

 

 

 

 

b) Quel est l'âge de granit breton dont on a déterminé les rapports isotopiques suivants sur différents échantillons ?

 87Rb/86Sr

 87Sr/86Sr

31,50  

 0,8622

 13,54

 0,7726

 23,43

 0,8224

43,35 

0,9146 

15,38 

0,7816 

 12,73

 0,7677

 

Bilan des activités 1, 2 et 3

Il n'existe pas de méthode universelle de datation pour étudier les différentes échelles de durée des temps géologiques. La méthode de datation utilisée varie selon les radio-chronomètres choisis.

Voir tableau récapitulatif page annexe (mode paysage): Cliquez sur

 

Conclusion II :

La chronologie absolue :

- estime l'âge des roches et des fossiles et donc permet d'estimer la durée des phénomènes biologiques.
- situe dans le temps l'échelle des temps géologiques.

 

 

 

 

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