Vous trouverez ici une introduction accessible sur la datation par radiocarbone. Il existe des cas particuliers plus complexes que ce qui est présenté ci-dessous, et dont les détails ne rentrent pas dans le cadre de cet article.
Le carbone est la base de la vie et est présent dans chaque corps vivant.
Le radiocarbone, ou carbone 14 (noté également 14C), est un isotope du carbone instable et faiblement radioactif. Il est présent dans le vivant en quantités infimes. En tant qu’objet radioactif, il se désintègre et disparaît graduellement. Le procédé de datation nous donne des indications sur l’époque correspondant aux derniers instants de quelque chose (ou quelqu’un).
Le carbone 14 trouve son origine dans la haute atmosphère et est créé par le bombardement de l’azote atmosphérique par les neutrons issus des radiations solaires. Chaque collision convertit une infime partie d’azote en carbone 14, qui se désintègre assez vite, mais est remplacé par des collisions régulières, qui le maintiennent à un taux constant.
Une partie de ce carbone peut se lier avec de l’oxygène pour former du dioxyde de carbone (CO2), et se répandre dans l’atmosphère avant d’être finalement absorbée par la végétation lors de la photosynthèse. Ce processus se répète à chaque instant et permet donc de maintenir une concentration de carbone 14 constante entre la plante et l’air qui l’entoure.
Les végétaux, composants majeurs de la chaîne alimentaire, sont mangés par des animaux, et propagent le carbone dans toute la chaîne jusqu’à l’Homme. C’est ainsi que tous les êtres vivants ont le même taux présent dans leurs corps à un instant donné. Ces corps sont dits en “équilibre”, avec la même concentration de carbone 14 que l’air. C’est ainsi que ce corps instable reste présent dans les mêmes proportions, constamment renouvelé par la photosynthèse et l’ingestion de nourriture.
Quand une plante n’assimile plus de dioxyde de carbone où qu’un animal ou un être humain ne mange plus, le renouvellement s’arrête et l’équilibre est rompu. Le seul processus restant étant la désintégration radioactive, les quantités s’amenuisent avec le temps, jusqu’à disparaître entièrement. Ce principe est valable pour une personne décédée, un plant de maïs coupé ou du soja arraché.
Un laboratoire de datation mesure les traces de carbone encore présentes dans un fossile. Elles permettent de dater le dernier instant où les molécules ont été absorbées (par ingurgitation ou photosynthèse). Cette information s’obtient grâce à la connaissance du temps de “demi-vie”, qui est la durée qu’il faut à la moitié de la quantité de l’isotope présente initialement pour se désintégrer et disparaître. Ce temps vaut approximativement 5700 ans, c’est-à-dire que tous les 5700 ans, la quantité de carbone diminue de moitié. On en conclue également que si une plante morte contient moitié moins de carbone qu’une plante vivante, c’est donc qu’elle était vivante il y a 5700 ans.
Au-delà de 50000 ans, un fossile ne contient quasiment plus de trace du composé radioactif initial. Si une mesure effectuée par un laboratoire ne trouve aucun reste dans un fossile, ce dernier a certainement plus de 50000 ans. C’est par exemple le cas du pétrole et des os de dinosaures.
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La datation par radiocarbone est adaptée à la mesure de composants à base de résidus biologiques, puisqu’ils contiennent du matériel issu de corps initialement vivants. La norme caractérisant ces mesures est l’ASTM D6866.
Des composés ayant été vivants à une époque proche auront des traces de carbone 14, contrairement au contenu fossile (issu du pétrole). L’activité de carbone mesurée vient donc entièrement des premiers. L’ASTM D6866 permet, grâce à cette méthode, de calculer dans un produit contenant un mélange de produits d’origine agricole et de composés pétrochimiques les fractions de chacun.
Par exemple : un produit à 100% à base de polyéthylène d’origine pétrolière donnera un score de 0% lors de la recherche de matières biologiques avec via l’ASTM D6866, contrairement à un polyéthylène d’origine végétale, qui lui aura un score de 100%.
Sujets complémentaires :
ASTM D6866
Datation au carbone 14
Vocabulaire et définitions pour les composants biologiques
Carbone organique et carbone total
Programme recommandé par l’USDA
