La datation par le carbone 14

Dossier : X-Histoire et archéologie - La légende des sièclesMagazine N°630

Le carbone 14 est un isotope instable du carbone dont le noyau est formé de 6 protons et de 8 neutrons. Il est présent en quantité extrêmement faible.

Il est créé par l'action du rayonnement cosmique sur la haute atmosphère et se répand dans la biosphère. Il se désintègre lentement tout en se répandant dans la biosphère, où il est assimilé par les plantes et les animaux. Si le flux de protons cosmique reste constant, il s'établit un régime permanent. La teneur en carbone 14 de l'atmosphère reste constante, de même que celle des organismes vivants en contact avec la biosphère.

Quelques mesures célèbres au carbone 14
• Grotte Chauvet : 26 000 à 32 000 ans
• Grotte de Lascaux : 15 000 à 18 000 ans
• Fontbrégoua : squelette d'enfant datant de 6 000 ans
• Sarcophage de Guillaume Taillefer : 18 corps datant des IXe, Xe et XIe siècles
• Homme de Piltdown : crâne humain moyenâgeux, mâchoire (de singe) datant de 500 ans (confirmation de la supercherie)
• Suaire de Turin : tissu probablement confectionné entre 1260 et 1390

Lorsqu'une matière organique est brutalement isolée de l'environnement (mort d'un animal ou d'une plante, par exemple) le carbone 14 qu'elle contient n'est plus renouvelé et commence à se désintégrer lentement. Il " suffit " de mesurer la teneur résiduelle en carbone 14 pour savoir depuis combien de temps la matière organique considérée a cessé de s'alimenter dans l'atmosphère, autrement dit calculer " l'âge " de cette matière, par exemple un squelette, une peinture ou un tissu.

Un milligramme de matière


Sur la voûte de Lascaux, un bison âgé de dix-huit mille ans.

Les premières mesures datent de la fin des années 1940. La méthode mise au point par Libby nécessite au moins un gramme de matière pour permettre la mesure de la radioactivité résiduelle. La première mesure célèbre, effectuée par Libby lui-même, est celle d'un morceau de charbon de bois trouvé dans la grotte de Lascaux qu'il avait estimé âgé de 15 500 ans (d'autres mesures ultérieures ont abouti, pour les célèbres peintures de cette grotte, à des fourchettes allant de 15 000 à 18 000 ans).

Dans les années quatre-vingt-dix sont apparues des méthodes perfectionnées, faisant appel à un accélérateur de particules, couplé à un spectromètre de masse. Un milligramme de matière est désormais suffisant pour la datation, par comptage des ions de carbone 14, une fois séparés.

Une bonne approximation

Bien sûr, la méthode repose sur des hypothèses qui ne sont pas forcément exactement remplies. La teneur en carbone 14 de l'atmosphère a pu varier au cours du temps, par exemple sous l'influence de l'activité solaire ou, plus récemment, des expériences nucléaires. La contamination involontaire des échantillons peut aussi fausser le résultat. On s'efforce donc de corriger les résultats par comparaison avec d'autres méthodes de datation.

D'un emploi courant aujourd'hui, la méthode du carbone 14 permet en pratique une bonne approximation (à 5 % près environ) pour des datations de durée inférieure à 45 000 ans.

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