Le calcul de John Joly - FICHE ELEVE
Le physicien irlandais John Joly (1857-1933) est connu pour ses travaux sur la radiothérapie dans le traitement des cancers. Il est également célèbre pour avoir proposé une méthode de datation des océans à partir de la salinité.
Le principe de la méthode de John Joly Le 7 mai 1899, il en fit l'exposé à l'Académie Royale de Dublin. Son raisonnement était le suivant : au départ l'océan n'était pas salé ; sa salinité est due à un apport régulier de sel par les rivières. En mesurant la salinité actuelle de l'océan on peut donc en déduire le temps écoulé depuis sa formation. |  |
Avant de se lancer sur les traces de John Joly, quelques précisions ...
La salinité est la masse de sels (composés ioniques) dissous dans 1 L d'eau. Elle s'exprime en g par kg d'eau. L'eau de mer contient en moyenne 35 g de sels par kg d'eau de mer. On rappelle qu'un composé ionique est une espèce chimique électriquement neutre constituée de cations (ions chargés +) et d’anions (ions chargés -). Le chlorure de sodium, appelé couramment "sel", est un composé ionique responsable à 77,8 % de la salinité de l'eau de mer. Les autres ions responsables de la salinité sont essentiellement les ions sulftate SO42-, hydrogénocarbonate (ou bicarbonate) HCO3-, fluorure F-, magnésium Mg2+, calcium Ca2+ et potassium K+.
- Donner la formule chimique du chlorure de sodium et la formule des ions qui le constituent.
- En utilisant vos connaissances sur le cycle de l'eau, expliquer comment l'eau douce des rivières peut saler les océans.
En avant pour les calculs ...
John Joly a fait l'hypothèse que le sodium des océans ne provenait que des rivières. Il a estimé qu'elles apportaient 1,43.1011 kg de sodium chaque année aux océans.
- La masse des océans est de 1,33.1021 kg. En déduire la masse totale de chlorure de sodium contenue dans les océans (en kg).
- On donne M(Na) = 23,0 g.mol-1 et M(Cl) = 35,5 g.mol-1. Calculer la masse molaire du chlorure de sodium. En déduire le pourcentage de sodium dans une mole de chlorure de sodium.
- En déduire la masse de sodium contenue dans les océans.
- En appliquant l'hypothèse de John Joly, calculer l'âge des océans.
Un petit commentaire sur les résultats obtenus ...
On va supposer que l'âge des océans est l'âge minimal de la Terre.
- Rechercher l'âge de la Terre estimé actuellement par des méthodes de radiodatation.
- Comparer l'âge de la Terre estimé par des mesures de radioactivité et le résultat obtenu par la méthode de Joly. Commenter et proposer une explication à cet écart.
