La datation au carbone 14, également connue sous le nom de datation au radiocarbone, est une méthode permettant de déterminer l’âge d’un objet contenant une matière organique en utilisant les propriétés du radionucléide carbone 14. Le carbone 14 radioactif a une demi-vie de 5730 ans et subit une désintégration β− , où le neutron est converti en un proton, un électron et un électron antineutrino:
Malgré cette courte demi-vie par rapport à l’âge de la terre, le carbone 14 est un isotope naturel. Sa présence peut s’expliquer par la simple observation suivante. Notre atmosphère contient de nombreux gaz, dont l’azote-14. De plus, l’atmosphère est constamment bombardée de rayons cosmiques de haute énergie, constitués de protons, de noyaux plus lourds ou de rayons gamma. Ces rayons cosmiques interagissent avec les noyaux de l’atmosphère et produisent également des neutrons de haute énergie. Ces neutrons produits lors de ces collisions peuvent être absorbés par l’azote 14 pour produire un isotope du carbone 14:
Le carbone 14 peut également être produit dans l’atmosphère par d’autres réactions neutroniques, dont notamment le 13C(n,γ)14C et le 17O(n,α)14C. En conséquence, le carbone 14 se forme en continu dans la haute atmosphère par l’interaction des rayons cosmiques avec l’azote atmosphérique. En moyenne, un seul atome de carbone sur 1,3 x 1012 dans l’atmosphère est un atome de carbone 14 radioactif.
Le carbone 14 résultant se combine avec l’oxygène atmosphérique pour former du dioxyde de carbone radioactif, qui est incorporé dans les plantes par photosynthèse. Par conséquent, tous les systèmes biologiques comme les plantes, les animaux et les humains contiennent un certain niveau de carbone 14 radioactif. Tant que le système biologique est vivant, le niveau est constant en raison de l’apport constant de tous les isotopes du carbone. Lorsque le système biologique meurt, il cesse d’échanger du carbone avec son environnement et, à partir de ce moment, la quantité de carbone 14 qu’il contient commence à diminuer à mesure que le carbone 14 subit une désintégration radioactive. En revanche, la quantité de carbone 12 stable reste inchangée. En conséquence, la concentration relative de ces deux isotopes dans tout organisme change après sa mort. La méthode permet d’établir des datations jusqu’à environ 20 000 ans avec une précision d’environ ± 100 ans.
La technique de datation au carbone a été suggérée initialement par Willard Libby et ses collègues en 1949. En 1960, Willard Libby a reçu le prix Nobel de chimie pour ce travail.
Voir également:
Datation radiométrique
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