Différentes méthodes de datation aux résultats contradictoires

Pour vous montrer un exemple de la manière que les archéologues déterminent les dates, lisez le texte qui suit, traduit de l'anglais et tiré de la revue Creation dec 2003 - fev 2004 :

Dans l'ouest de New South Wales en Australie, une partie du désert semi-aride a été désigné comme patrimoine mondial. Cela peut sembler curieux pour un endroit si inhospitalier. Mais il y a une bonne raison. Les évolutionnistes croient que le site représente un exemple hors de l'ordinaire des stades majeurs dans l'histoire de l'évolution de l'homme.

Tout a commencé avec la découverte de restes humains dans les dunes de sable autour de l'ancien lac Mungo - maintenant une plaine désertique où pousse une flore rachitique capable de tolérer le sel.

En 1969, on y fit la première découverte majeure ; des fragments broyés et brûlés d'un squelette qu'on a interprété comme étant celui d'une femme appelée Lac Mungo I ou plus affectueusement, la femme de Mungo. C'est la date qui lui fut assignée qui a rendu cette découverte significative. La datation au carbone-14 sur les os a donné 19,000 ans et sur le collagène 24,700 ans. Les archéologues en furent tout excités, parce que la date faisait de leur découverte le plus vieux cimetière humain en Australie.

Mais le carbone-14 datant le charbon trouvé tout près a produit un âge jusqu'à 26,500 ans. Cela signifiait que le squelette, enfoui un peu plus bas que le charbon, devait être plus vieux. Sans surprise, l'âge plus ancien du charbon fut considéré comme étant l'estimation la plus «fiable» et a rendu fameuse la femme de Mungo tant au niveau national qu'international. Jane Balme, du Centre d'Archéologie à l'université de Western Autralia, le résume bien: "Il y a une perception générale qu'il y a une compétition pour trouver la date la plus ancienne et il y a de la gloire pour qui y parvient."

Il y a effectivement de la gloire à propos de cette date. À 26,000 ans, le site de la femme de Mungo était près de deux fois plus vieux que les autres sites aborigènes trouvés en Australie, et possiblement le plus vieux site de crémation humaine au monde.

Ensuite, en 1974, Bowler et Thorne ont trouvé un squelette arrosé de poudre d'ocre rouge dans un tombeau à seulement 450 mètres plus loin. Ce squelette était bien préservé et similaire aux squelettes des aborigènes modernes. Parce que le nouveau squelette, Lac Mungo 3, fut découvert dans le même lit sablonneux ( techniquement le même horizon stratigraphique), on lui assigna le même âge que la femme de Mungo. Par conséquent, il devint fameux aussi en étant un des plus vieux rituels d'enterrement au monde (même si le sexe de l'individu fait encore l'objet de dispute).

La situation est devenue encore plus excitante quand une autre méthode de datation (la thermoluminescence) fut employée. En 1998, Bowler a rapporté que le sable provenant du site de Lac Mungo 3 avait donné un âge de 42,000 ans. Bien entendu, les résultats avec la date la plus ancienne furent gardés au détriment de ceux obtenus par le carbone-14, pourtant considérés comme «fiables».

Ensuite, en 1999, Thorne (il n'était pas pour se laisser damer le pion) et d'autres scientifiques de l'université nationale australienne ont publié une nouvelle étude approfondie sur l'âge de l'homme de Mungo. Ils ont utilisé différents morceaux d'os et de sable avec des méthodes de datation diverses - la résonance en faisant tourner les électrons (ESR), la luminescence stimulée optiquement (OSL), le thorium-uranium (Th/U) et le protactinium-uranium (Pa/U). Les résultats de toutes ces méthodes différentes concordaient sensiblement. Leur conclusion ? L'homme de Mungo était âgé de 62,000 ans ! Bowler et Magee ont décrit en anglais cet étirement de 20,000 ans comme étant une intention louable.

Il y avait juste un petit problème. La nouvelle date signifiait que l'histoire de l'occupation australienne devait être écrite à nouveau et cela affectait aussi les idées de l'évolution humaine dans les autres parties du monde. Et les archéologues australiens étaient encore embarrassés par le fiasco de l'abri rocheux Jimmium auquel on attribua d'abord un âge de 116,000 ans avant de le réduire à 5,000 ans.

Ainsi, Bowler s'est entêté à refuser les nouvelles dates. Dans sa protestation au Journal d'Évolution Humaine, il a dit: «Pour que la datation complexe, faite en laboratoire, soit une réussite, les données doivent être compatibles avec l'évidence trouvée sur le lieu d'origine.» En d'autres mots, vous n'acceptez pas une date fixée par un laboratoire sans la remettre en question. Ce n'est pas le dernier mot sur l'âge de quelque chose. Vous acceptez seulement cette date si elle est en accord avec ce que vous pensez déjà qu'elle devrait être.

C'est ce que nous avons toujours dit. C'est pourquoi nous n'acceptons pas les dates qui contredisent les évidences observées par des témoins de l'histoire humaine rapportées dans la Bible. De telles dates contradictoires ne peuvent être justes.

Bref, les dates sont erronées parce qu'elles reposent sur de fausses hypothèses. Par exemple, la méthode du carbone-14 ne tient pas compte de la pertur bation du carbone pendant le déluge. Les méthodes basées sur l'uranium ne font pas les hypothèses correctes concernant les conditions initiales des échantillons ou à propos des conditions environnementales qui changent à travers le temps. Les dates basées sur la luminescence ont le même problème.

Alors, qui sont l'homme et la femme de Mungo ? Comme nous, ils sont des descendants de Noé et sa famille, lire Genèse 10. Après le déluge et après la confusion des langages à la tour de Babel, lire Genèse 11, leurs ancêtres ont émigré en Australie. Alors que la population grandissait, ils se sont répandus sur tout le continent. Pendant la période de glaciation, quand les pluies étaient plus abondantes, le lac Mungo était un endroit luxuriant pour y vivre, foisonnant d'animaux.

Tas Walker, B.Sc (Hons.) en géologie, B. Eng (Hons.), Ph.D

LES MÉTHODES DE DATATION

Les dates sont déterminées à partir de la mesure de ratio entre le carbone-14 radioactif et le carbon-12 non radioactif (¹⁴C / ¹²C). En utilisant des échantillons qui ont déjà été vivants, par exemple, du bois ou des os, le ratio mesuré de ¹⁴C / ¹²C est comparé avec le ratio dans ce qui vit aujourd'hui. La date est calculée en prenant pour acquis que le changement de ¹⁴C dans l'échantillon est entièrement dû à la désintégration radiocative. Cela suppose aussi que le carbone a été en équilibre sur la terre pendant des milliers d'années.

Les dates erronées sont habituellement causées en supposant un mauvais ratio initial ¹⁴C / ¹²C ou bien par la contamination ou encore par la filtration. Des échantillons provenant de la période précédant le déluge vont donner des dates trop vieilles de plusieurs dizaines de milliers d'années. C'est parce que le déluge a enfoui beaucoup de plantes et d'animaux riches en ¹²C. Ceci donne un ratio ¹⁴C / ¹²C plus bas, ce qui est interprété d'une manière erronée comme étant beaucoup plus ancien.

THERMOLUMINESCENCE (TL)

Les dates sont obtenues à partir des grains individuels de minéraux communs comme le quartz. Quand de tels grains sont chauffés, ils émettent de la lumière, et ceci est comparé à la radiation «entreposée» dams la structure de crystal. On suppose que la radiation était lentement absorbée à partir de l'environnement, s'accumulant à partir de zéro à un momment donné dans le passé (peut-être quand le grain fut exposé la dernière fois à la lumière). Une date est calculée en mesurant la lumière émise par le grain minéral quand il est chauffé et en mesurant la radiation dans l'environnement où le grain a été trouvé.

Malheureusement, il y a plusieurs inconnus et plusieurs hypothèses doivent être faites :

1. Le montant de radiation «entreposé» dans le minérai à un moment donné dans le passé
2. La radiation dans l'environnement a dû rester constante
3. La sensibilité du crystal à la radiation n'a pas changé

Tous ces facteurs peuvent être affectés par l'eau, la chaleur, la lumière du soleil, l'accumulation ou l'élimination par le filtrage de minéraux dans l'environnement, et plusieurs autres causes encore.

Les dates sont déterminées exactement de la même façon que la méthode de thermoluminescence. Mais au lieu de chauffer le grain, il est exposé à la lumière pour le faire émettre sa radiation «entreposée». Le calcul de la date repose sur les mêmes hypothèses et est affecté par les mêmes incertitudes que la méthode de thermoluminescence

RÉSONANCE EN FAISANT TOURNER LES ÉLECTRONS (ESR)

Les dates sont déterminées sur les mêmes principes que les méthodes de thermoluminescence et de luminescence stimulée optiquement. Cependant, la radiation «entreposée» dans l'échantillon est mesurée en l'exposant à la radiation gamma et en mesurant la radiation émise. La technique de msure ne détruit pas la radiation «entreposée» comme dans le cas des méthodes de thermoluminescence et de luminescence stimulée optiquement, ainsi le mesurage peut être répété sur le même échantillon. Le calcul de la date repose sur les mêmes hypothèses et est affecté par les mêmes incertitudes que les méthodes de thermoluminescence et de luminescence stimulée optiquement.

THORIUM-URANIUM (Th/U)

Les dates sont déterminées à partir de la mesure des isotopes d'uranium et de thorium dans un échantillon. On sait que l'uranium-238 se décompose radioactivement pour former du thorium-230 (en passant par plusieur sétapes, incluant par l'uranium-234). Le calcul de la date suppose que le thorium et l'uranium dans un échantillon sont liés l'un à l'autre par la perte de radioactivité. De plus, avant qu'une date ne soit calculée, on a dû supposer quels étaient les ratios de ²³⁰Th/²³⁸U et de ²³⁴U/²³⁸U. On doit supposer aussi qu'il n'y a eu ni gain ni perte d'uranium ou de thorium dans l'environnement ou depuis l'environnement, c'est-à-dire que le système était «fermé». Cependant, les os et le sol doivent être «ouverts» pour permettre à ces éléments d'entrer et de s'accumuler.

PROTACTINIUM-URANIUM

Les dates sont déterminées sur des principes similaires à la métohde thorium-uranium, mais cette méthode emploie de l'uranium-235 et du protactinium-231 à la place. L'isotope ²³⁵U se dégrade radioactivement pour former du ²³¹Pa. À nouveau, on suppose que les isotopes dans l'échantillon sont liés les uns aux autres par la désintégration radiocative. De plus, on doit supposer le ratio initial de ²³¹Pa/²³⁵U, et on doit supposer qu'il n'y a eu ni gain ni perte d'uranium ou de protactinium dans l'environnement ou depuis l'environnement, c'est-à-dire que le système était «fermé». Encore une fois, tout échantillon d'os contenant de l'uranium doit avoir été «ouvert» pour lui permettre de l'accumulation en premier lieu.

Source: Creation dec 2003-fev 2004 P.36-39

Mesure de l’âge de la Terre

Depuis le XIX^e siècle, la question de l'âge de la Terre est un sujet de controverse passionnée. En 1921, Henry N. Russell suppose qu'une large portion de la croûte terrestre peut être traitée comme un réservoir unique et datée grâce au rapport entre parents radioactifs (uranium et thorium) et descendants stables (plomb) en supposant que la roche ne contient pas de plomb lors de sa formation. Il calcule un âge de la Terre compris entre 1 et 8 milliards d'années. Un comité sur l'âge de la Terre formé en 1931 conclut à la supériorité de la nouvelle méthode de datation de la Terre sur les anciennes.

Suite à l’étude par Alfred O. Nier des isotopes du plomb (1938) puis au modèle proposé par Arthur Holmes et Friedrich Houtermans (1946), les travaux sur l'âge de la Terre aboutissent dans les années 1950 lorsque les chercheurs disposent de tous les outils nécessaires : la connaissance de la chaîne de désintégration des isotopes naturels de longue demi-vie (de l'ordre du milliard d'années) ainsi que les bons instruments de mesure. Comme la roche primordiale a été entièrement détruite par les mouvements de l'écorce terrestre et les processus sédimentaires, les tentatives de mesure directe de l'âge de la Terre sont vouées à l'échec. En 1956, Clair Patterson utilise la méthode uranium/plomb pour dater une météorite en supposant qu'elle vient d'une planète formée à peu près en même temps que la Terre et estime l'âge de la Terre à 4,55 milliards d'années à 70 millions d'années près.

Méthodes basées sur des phénomènes radioactifs

On distingue des méthodes directes et des méthodes isochrones. Les premières sont ainsi qualifiées car il fait usage de la loi fondamentale de la radioactivé, liant l'activité au nombre actuel d'atomes radioactifs par la constante radioactive et donnant donc directement accès à un âge. Cependant, ce type de méthode nécessite de connaître l'abondance isotopique initiale de l'élément utilisé, ce qui est rarement envisageable. Les méthodes isochrones cherchent à éliminer cette inconnue par divers raisonnements propre à la géochimie.

 Méthodes directes

Article détaillé : Méthode directe de datation.

• Carbone 14
• Potassium/Argon

 Méthodes isochrones

• Uranium/Thorium
• Datation par le couple Rubidium-Strontium

Méthodes basées sur des défauts cristallins

• thermoluminescence
• résonance paramagnétique électronique (RPE) ou résonance de spin électronique (ESR)
• Traces de fission

  Méthode basée sur des phénomènes de diffusion

  • hydratation de l'obsidienne

   

  Méthodes basées sur des phénomènes cycliques

• dendrochronologie

  • • basée sur l'analyse en épaisseur et le comptage des anneaux de croissance des arbres.
  • archéomagnétisme
    • basée sur la variation du champ magnétique terrestre enregistré par les minéraux magnétiques présents dans l'argile

 Horloge radiométrique

La plupart des atomes (chacun constitué d'un noyau entouré d'électrons) sont stables et destinés à exister indéfiniment. Certains atomes, cependant, sont instables. Leur noyau a tendance à émettre spontanément des particules, en d'autres mots, ils sont radioactifs. Ainsi, l'élément radioactif père change de nature et se transforme en un élément radiogénique fils distinct et stable. Ce changement se produit à un rythme connu déterminé par la demi-vie ou la période, c'est-à-dire le temps que requiert la moitié du stock initial d'atomes radioactifs pour se transformer en éléments descendants stables. À chaque demi-vie ou période, le nombre d'atomes radioactifs est réduit de moitié. Les éléments radioactifs servant à la datation géologique ont des périodes relativement longues. Par exemple, le rubidium 87, dont la période est de 50 milliards d'années, donne naissance au strontium 87. Ainsi, on peut calculer l'âge d'une roche en mesurant la quantité originelle de rubidium qui s'est transformée en strontium.

Les autres techniques de datation utilisent l'uranium 235, qui a une période de 713 millions d'années et se transforme en plomb 207; l'uranium 238, qui a une période de 4,5 milliards d'années et qui devient du plomb 206; le potassium qui a une période de 1,3 milliard d'années et qui devient de l'argon (et du calcium); et le samarium 147, qui a une période de 106 milliard d'années et qui devient du néodyme 143. Ces processus radioactifs présentent un ensemble d'horloges naturelles qui indiquent à quel moment la roche s'est formée ou a été chauffée la dernière fois à haute température. La datation par le carbone 14, bien connue, suppose que le carbone 14 radioactif, dont la période est de 5700 ans, s'est transformé en azote stable. Le carbone 14 sert à déterminer l'âge de la matière organique seulement et ne peut mesurer avec précision que l'âge de la matière vieille de moins de 50 000 ans (voir ARCHÉOLOGIE; GLACIATION).

Depuis 1950, les méthodes radiométriques se sont perfectionnées au Canada comme dans plusieurs autres pays. On sait maintenant que toutes les méthodes d'analyse des roches qui n'ont subi aucune modification au cours de l'évolution de la Terre parviennent au même résultat. Cette uniformité prouve que la méthode est fiable. Les différentes techniques de calcul de l'âge appliquées à des roches qui ont subi des modifications peuvent donner des lectures différentes. Beaucoup de recherches se poursuivent afin de savoir comment interpréter ces résultats. Souvent, il devient possible de déterminer l'âge de roches entièrement modifiées.

 http://ceshe.chez.com/travaux/datation/gastuche.htm

 http://carbon14.univ-lyon1.fr/synits.htm

14C et Archéologie

A.A.Sinitsyn

(St.-Petersburg, Russia)

The main problems of 14C datings for the upper palaeolithic sites of Eastern Europe and formation of data bas

According to the complex of evidences of different nature the age of the recent chronological group is defined by the framework of 26-20 kyr.

Trinominal periodization of the Palaeolithic of Kostenki-Borshchevo area appears to be a good background for the estimation for the possibilities and degree of exactness of the radiocardon method. Inside a serie of 17 dates for the sites of the first chronolocal group which age is defined by the framework of 36-40 - 32 kyr, only 9 dates or 53% are in correspondence with the complex of evidences. This index is 43% for the middle chronological group in the limits of 32-27 kyr; and 72 % for the sites of the recent group in the framework of 26-20 kyr.

It is natural that increasing of the degree of exactness of the method is in direct connection with the decreasing of the real age of archaeological sites. The principal problem is the 50% level of exactness and trustwortiness of the radiocarbon method for the more ancient than 25 kyr times.

Traduction automatique

Selon la complexité des preuves de nature différende de l'âge chronologique de la récente groupe est défini dans le cadre de KYR 26-20

Trinominal periodisation du paléolithique de Kostenki-Borshchevo domaine semble être une bonne base pour l'estimation des possibilités et du degré de rigueur de la méthode radiocarbon.

Dans une série de 17 dates pour les sites de la première chronolocal groupe d'âge qui est défini par le cadre du 36-40-32 KYR, seulement 9 des dates, soit 53% sont en correspondance avec l'ensemble des preuves. Cet indice est de 43% pour la moyenne du groupe chronologique dans les limites de KYR 32-27, et 72% pour les sites de la récente groupe dans le cadre de KYR 26-20.

Il est naturel que l'augmentation du degré de rigueur de la méthode est en relation directe avec la diminution de l'âge réel des sites archéologiques.

Le principal problème est de niveau de 50% d'exactitude et trustwortiness de la méthode de radiocarbone pour les plus anciens de plus de 25KYR fois.

Lien utile :

 http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/bspf_0249-7638_1973_num_70_5_8236

 Lien utile :

http://acces.inrp.fr/acces/terre/limites/Temps/datation-isotopique/comprendre/les-limites-de-cette-methode

Les limites de cette méthode

 Lien utile :

 http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-datation-rubidium-strontium.xml#id2459267

A propos de l'incertitude sur les mesures isotopiques et sur les âges obtenus

Il faut bien noter que les valeurs des rapports ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, que les géochimistes mesurent par spectrométrie de masse sont des moyennes de près d’une centaine de rapports mesurés pour chaque échantillon. Elles sont donc affectées d’erreurs statistiques aussi bien en x qu’en y, ce qui donne lors du report sur le diagramme, des rectangles d’incertitude et non pas des points.

La droite « isochrone » passant par ces rectangles d’incertitude doit donc être ajustée au mieux selon des règles mathématiques et statistiques. Les âges obtenus par ces calculs, généralement informatisés, sont donc eux-même affectés d’une erreur de type ± 10Ma, par exemple, et d’un coefficient de confiance ou indice des déviations pondérées (en anglais MSWD ou Mean Standard Weighed Deviation) permettant de contrôler l’alignement des points représentatifs des échantillons (voir par exemple la datation du granite du Velay).

Pour les exemples de datation Rb-Sr donnés ici, nous n’avons pas toujours précisé les erreurs sur les mesures pour ne pas compliquer le report des données. Mais soyez vigilant sur le tracé de la droite isochrone qui passe au mieux à travers les points analytiques : vous pourrez trouver, en comparant vos résultats avec ceux de vos collègues, des variations de ±10Ma !

En utilisant un logiciel de type Excel ou autre tableur, on pourra calculer une « courbe de tendance » qui donne l’équation de la droite de régression passant par ces points, équation à partir de laquelle l’âge pourra être calculé

 1 Ma vaut un million d'années !!

 Suite !!