Chronologie absolue
[ Sujet : ] - [ Date : 16 septembre 2006 à 10:30 ]
Ce TP fait appel, pour les modules 2 et 3, au logiciel Radiochronologie. Bien que portant sur l'ancien programme, il peut être utilisé ponctuellement par certains élèves pour qui la notion de radiochronologie n'a pas été bien comprise directement avec le couple Rb-Sr...
Rq : Selon le niveau de classe, il peut-être préférable de ne traiter (au choix) que l'un des deux derniers modules afin de consacrer un temps plus important au module 1.
[Intro] Pour obtenir l’âge d’une roche, d’un minéral, on utilise une méthode s’appuyant sur la décroissance radioactive d’isotopes de certains éléments chimiques qui peuvent y avoir été enfermés. Cela constitue un chronomètre naturel.
mod. 1 : La loi de décroissance radioactive
Soit, dans une système fermé, un isotope père P, radioactif, qui se désintègre en un isotope fils Fp ( P à Fp ). La diminution du nombre d'isotopes P en fonction du temps obéit à la loi P = P0 e-λt où λ est la constante de désintégration de P, elle équivaut à Ln2 / T.
La valeur T est la période (ou demi-vie) de l'isotope P, c'est à dire le temps nécessaire à la désintégration de 50% de P. (T s'exprime en années et λ s'exprime en an-1. Il correspond au nombre de grammes de P désintégré en un an pour 1 g initial de P)
Q1 : Construire le graphe représentant la variation de quantité de P, en % de P0, au cours du temps en utilisant comme valeurs de t : 0,5T puis T, 2T, 3T et 4T.
Q2 : Si l'on connait une valeur du rapport P/P0, que peut-on déterminer graphiquement ?
Q2 : Si l'on connait une valeur du rapport P/P0, que peut-on déterminer graphiquement ?
Q3 : Que peut-on conclure du fait que cette courbe est construite sans même connaître T, P0, λ et P ?
mod. 2 : Datation au Carbone 14
* Principe :
Le carbone possède deux isotopes stables 12C et 13C et un isotope radioactif 14C. Le 14C est produit en haute atmosphère à partir de l’azote de l’air. On considère qu’il est produit régulièrement et qu’il est en proportion constante dans tous les milieux et chez tous les êtres vivants, et cela, depuis longtemps.
Lorsqu’un animal ou un végétal meurt (fermeture du système) son métabolisme cesse et son carbone n’est plus renouvelé, le 14C qu’il contient se désintègre.
En comparant le rapport 14C/12C de l’échantillon à dater à celui d’un échantillon actuel (on admet que cette valeur était la même juste avant la mort de l'échantillon), on détermine son âge.
Le carbone possède deux isotopes stables 12C et 13C et un isotope radioactif 14C. Le 14C est produit en haute atmosphère à partir de l’azote de l’air. On considère qu’il est produit régulièrement et qu’il est en proportion constante dans tous les milieux et chez tous les êtres vivants, et cela, depuis longtemps.
Lorsqu’un animal ou un végétal meurt (fermeture du système) son métabolisme cesse et son carbone n’est plus renouvelé, le 14C qu’il contient se désintègre.
En comparant le rapport 14C/12C de l’échantillon à dater à celui d’un échantillon actuel (on admet que cette valeur était la même juste avant la mort de l'échantillon), on détermine son âge.
* Utilisation du logiciel Radiochronologie :
Par le menu, aller dans la rubrique "Loi de décroissance / 14C".
Q4 : Déplacer plusieurs fois le curseur et observer puis déterminer graphiquement la période du 14C. Calculer λ14C .
Aller maintenant dans la rubrique "Datations / 14C".
Q5 : Déterminer graphiquement l'âge d'un échantillon dont la radioactivité au 14C est de 8,56 cpm/g. Déterminer cet âge par le calcul.
Q5 : Déterminer graphiquement l'âge d'un échantillon dont la radioactivité au 14C est de 8,56 cpm/g. Déterminer cet âge par le calcul.
Q6 : Déterminer la fourchette d'âges possibles d'un échantillon dont la radioactivité au 14C est de 7 ± 0,1 cpm/g puis d'un second échantillon dont la radioactivité au 14C est de 0,7 ± 0,1 cpm/g. Conclure sur les limites d'application de cette méthode.
mod. 3 : Méthode Rubidium – Strontium
* Utilisation du logiciel Radiochronologie :
Par le menu, aller dans "Guide" et cliquer sur Méthode Rubidium – Strontium.
Q4 à Q9 : Répondre aux six questions posées sur cette page : …Radiochronologie/html/Rb_Sr.htm
Conclusion : Dégager de ce TP les informations les plus importantes.
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