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Les méthodes de datation

Comment dater un fossile, un objet ?

Les méthodes de datation
Méthodes de datationLes méthodes de datation permettent de situer dans le temps un objet, des restes fossiles, et d'estimer une date la plus précise possible. Si le Carbone 14 est la méthode qui vient à l'esprit instantanément, ce n'est qu'une méthode parmi les autres. Suivant l'objet à dater, le contexte de sa découverte, la matière et la quantité que l'on peut prélever, plusieurs techniques sont déployées.
- Les méthodes de datation peuvent parfois ne pas être applicables sur une certaine matière. Destructrices et coûteuses, on peut préfèrer dater les sédiments qui entourent la découverte plutôt que l'objet lui-même.
- Souvent, pour dater une strate ou un objet, plusieurs méthodes sont utilisées conjointement. Par exemple, dans la grotte de Tautavel, huit méthodes de datation différentes ont été utilisées pour dater l'art mobilier et pariétal du lieu. Ces multiples expériences permettent d'affiner et/ou de confirmer une datation.

Datation relative

Stratigraphie Laugerie Haute - Methodes de datationsLa stratigraphie

Cette méthode repose sur l'étude des strates (couches) qui se superposent au fur et à mesure du temps. Les principes posés sont les suivants :
- les couches horizontales les plus récentes sont situées au-dessus des couches les plus anciennes, c'est le principe de superposition.
- une couche horizontale identifiée a le même âge sur toute son étendue, c'est le principe de continuité.
Par ailleurs, si une couche n'est pas horizontale c'est qu'elle a subi des déformations ultérieures à son dépôt. Une couche A traversée de part en part par une couche B est forcément la plus ancienne des deux.
Ci-contre la célèbre stratigraphie de Laugerie-haute.

La biochronologie
Chaque époque identifiée de l'histoire de la Terre possède ses propres espèces animales, sa propre flore. On peut ainsi, pour chaque espèce et suivant son degré d'évolution, déterminer quelle époque elle vivait. La découverte d'ossements dans une couche archéologique peut rapidement être datée par la proximité d'autres espèces animales ou de plantes dont on connaît l'âge.
Cette méthodologie peut être complétée par d'autres méthodes afin d'affiner la datation.
La datation du crâne de Toumaï
Crâne de Toumaï - Biochronologie - Méthode de DatationsAfin d'estimer l'âge de Toumaï, les scientifiques se sont basés sur les restes fossiles de Proboscidiens et de Suiformes trouvés sur le même site. Voir aussi la datation de Toumaï avec la réponse de Michel Brunet.

La typologie
Le postulat de départ est simple : la forme d'un objet usuel évolue dans le temps sous la pression des modes, des techniques, des habitudes artisanales. Ainsi la découverte d'une poterie, d'un silex, peut être datée par comparaison avec des objets de même type précédement identifiés. Cette méthode ne fait pas l'unanimité, le principe étant lui-même sujet à interprétation.

Datation objective ou absolue


Mesures de la radioactivité

Plusieurs méthodes utilisent la radioactivité pour déterminer l'âge d'une matière. Les roches, les fossiles ou encore les produits de l'activité humaine sont porteur d'une dose naturelle de radioactivité. Avec le temps ces atomes radioactifs se désintégrent en formant d'autres éléments (ou isotopes). Cette "désintégration-formation" se produit de manière régulière et mesurable. On peut donc mesurer les dosages respectifs des éléments radioactifs pour déterminer l'âge exact d'un objet.

Le Carbone 14 :
Tout au long de sa vie, un organisme va emmagasiner du Carbone 14 (C14) présent dans l'atmosphère. Après la mort de l'organisme, le C14 va décroitre progressivement. Lors de sa désintégration le C14 se transforme en Azote 14 (N14).
En 5 730 ans la moitié des atomes de C14 aura disparu (demi-vie du C14), remplacés par des atomes de N14. Plus on avance dans le temps, plus la quantité de Carbone 14 est faible et devient de moins en moins mesurable. Cette méthode permet donc de dater des objets jusqu'à 35 000 ans (Paléolithique) . En couplant un spectomètre de masse et un accélérateur de particules, il est même possible de de dater des objets, sur 50 000 ans, avec de faibles quantités d'échantillons.
C'est la méthode du C14 qui a été utilisée pour dater, en 1950, des morceaux de charbons de bois trouvés sur le sol de la grotte de Lascaux.
A noter que pour des organismes vivants (comme un animal) le processus de transformation du C14 en N14 ne peut être mesuré qu'à partir de la mort du sujet, car il n'y a plus de renouvellement du C14.

Nouveau : en 2010, une nouvelle méthode de datation a été mise au point. Sur le même principe que la méthode au Carbone 14 elle évite cependant de prélever des échantillons du fossile. Cette nouvelle méthode de datation non destructrice va permettre de dater des éléments pour lesquels il était impensable de prélever un élément.

Potassium-Argon (K-Ar) :

Cette méthode mesure la concentration des isotopes Argon 40 et Potassium 40. Elle est principalement utilisée pour dater des dépôts de roches magmatiques (notamment les cendres volcaniques retrouvées sur certains sites de fouille) et permet une datation d'un million à plusieurs centaines de millions d'années.

Rubidium-Strontium 87Rb-87Sr :

Ici encore le principe est identique : c'est le Rubidium 87 qui se désintègre en formant du Strontium 87. En 48,8 milliards d'années la moitié des atomes de Rubidium sera désintégrée, remplacée par des atomes de Strontium. Cette méthode nécessite également de réaliser des mesures sur des roches de la même origine (soit magmatique, soit des minéraux d'une même roche). La méthode permet de réaliser des mesures de roches jusqu'à quelques milliards d'années.

La dendrochronologie
Cernes de croissance du bois - Dendrochronologie - Methodes de datationsCette méthode biologique est basée sur l'étude et la lecture des cernes de croissance des arbres. En efffet chaque année l'arbre pousse différemment suivant la température, l'humidité (ou la sécheresse) et plus généralement la météo. Les cernes sont donc plus ou moins épaisses et on a donc pu établir une chronologie de référence.
A noter, cette méthode ne peut être utilisée que dans les régions tempérées (comme les continent américain et européen), dont les essences d'arbres marquent nettement les années et les saisons.

Une datation très très précise...
Barque Carolingienne - Dendrochronologie - Méthodes de datationsLa barque carolingienne trouvée à Noyen-sur-Seine a pu être datée de 834 après JC grace à la dendrochronologie. Au moment de son abatage, le chêne qui a servi à sa construction avait 158 ans !
(Photo prise au Musée de Préhistoire d'Ile-de-France, Nemours).

La thermoluminescence
Certains minéraux et certaines roches ayant été chauffés à haute température, emmagasinent l'énergie des rayonnements ionisants auxquels ils ont été exposés. Pour mesurer la dose d'énergie stockée, on chauffe le minéral à plus de 500 degrés. La mesure du rayonnement émis permet de calculer le temps écoulé entre les deux opérations de chauffe.
Cette méthode est particulièrement utilisée pour dater des poteries, des objets ayant été exposés à de fortes températures, ou des roches d'origine volcanique (laves). Elle est préconisée pour des périodes jusqu'à 500 000 ans.


Zone d'expansion sous marine - Paléomagnétisme - Méthodes de datationsLe paléomagnétisme
Au cours du temps, la position du pôle nord magnétique a varié. Ces variations dans le temps ont été étudiées et ont permi d'établir une chronologie de référence sur plus de 100 millions d'années.
Lors de la solidification d'une roche (le plus souvent dans les zones d'expansion océanique), les parties ferromagnétiques s'orientent en fonction du champs magnétique terrestre. Elles conservent ainsi la trace de la position du pôle nord au moment de leur émergence.



Voie lactée - Annalyse spectrale - Methodes de datationsL'analyse spectrale

Cette méthode permet de dater les objets présents dans l'univers (planètes, astres, galaxies...). Plusieurs technologies sont utilisées simultanément pour déduire le stade d'évolution de l'objet et son âge. Les télescopes permettent l'analyse des rayonnements émis par l'objet (ultraviolet, infrarouge et visible). Les radiotélescopes mesurent quant à eux les ondes radio... On peut ainsi estimer l'âge de notre environnement spatial jusqu'à quinze milliards d'années.



A lire également :
Comment faire identifier et dater un silex, une poterie, des ossements... en respectant la legislation.


Pour aller plus loin

Dossiers Archéologie
Dossiers Archéologie. Le Carbone 14Le Carbone 14 et ses apports à l'archéologie.
La revue du mois de septembre 2005 consacre son dossier mensuel à la technique du Carbone 14 et aux apllication du SMA.

Comment reconstituer la Préhistoire ?
Romain Pigeaud
Comment reconstituer la Préhistoire - Romain PigeaudL’ouvrage détaille les trois niveaux de recherche : la fouille, l'analyse et l'interprétation. Il présente les techniques, de plus en plus sophistiquées, et les garde-fous propres à chaque niveau. En savoir plus sur Comment reconstituer la préhistoire ?

Origine et évolution des populations humaines
Textes édités par O. Dutour, JJ. Hublin et B. Vandermeersch
Scientifique et complet, un tour d'horizon de nos connaissances sur l'évolution humaine.
 



 

Homo - Histoire plurielle d'un genre singulier
Claude Louis Gallien
Un livre de grande qualité sur l'histoire de l'humanité, avec un partie consacrée aux méthodes de datations.
Une référence préfacée par Yves Coppens.

L'odyssée de l'espece
Jacques Malaterre - Yves Coppens
Le document-fiction qui a permis à la paleoanthropologie de rentrer dans tous les foyers...
 



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Image Datation au Carbone 14 Copyright Création Neekoo 2005

 
01/09/05