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L'INCONTOURNABLE DU CHAPITRE

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Datation absolue de roches de la croûte continentale

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Dans la croûte continentale on trouve de nombreux granitoïdes : les granites et la diorite notamment. Ces roches contiennent des minéraux dont les principaux sont le quartz, les feldspaths, le plagioclase, et la biotite (qui est un mica noir).

Le principe de la datation est d’utiliser un élément radioactif, le rubidium, et de compter le nombre de désintégrations pour estimer l’âge absolu de la roche échantillonnée.

 

 

Pour cela, il est nécessaire de connaître la loi de la décroissance radioactive : un élément radioactif père se désintègre spontanément en élément fils, la seule variable est le temps. Ainsi, il faudra toujours le même temps pour que l’élément père (le rubidium) se désintègre en élément fils (le strontium).

Par ailleurs, il faut toujours le même temps pour que la moitié des éléments radioactifs pères se désintègrent en éléments fils : c’est la durée de demi-vie, notée T sur le schéma ci-contre.

 

À partir de ce principe, on peut travailler sur des droites isochrones. Celles-ci sont placées sur un graphique donnant les éléments fils (le strontium 87, divisé par le strontium 86) en fonction des éléments pères (le rubidium 87, divisé par le strontium 86). En analysant la quantité de strontium 87 par strontium 86, et la quantité de rubidium 87 par strontium 86 dans trois minéraux, par exemple ici le feldspath (F dans le schéma), le plagioclase (P) et la biotite (B), on peut tracer une droite isochrone.

D’après la loi de désintégration radioactive, au cours du temps les éléments pères (ici rubidium 87) se désintègrent en éléments fils (ici strontium 87). Ainsi, on arrive à une nouvelle droite isochrone, plus proche de l’axe des éléments fils (strontium 87). La pente de la droite isochrone, de coefficient directeur $a,$ a donc augmenté.

 

 

Ainsi dans ce graphique, tous les minéraux d’une droite isochrone ont le même âge. Plus la pente est élevée, plus le coefficient directeur $a$ est fort, plus l’âge de l’échantillon de roches correspondant à la droite isochrone est élevé.

 

On donne ainsi l’expression suivante : $t=\dfrac{\ln(a+1)}{\lambda}$

 

Avec $t$ le temps, $a$ le coefficient directeur de la droite isochrone, et $\lambda$ la constante de désintégration (qui serait donnée dans un exercice).