Météorites et âge de la Terre - objectifs
L'un des objectifs du programme de S.V.T de la classe de terminale S est de fournir un modèle dynamique de la Terre aux élèves ayant opté pour la filière scientifique. Ce modèle, pour être complet, prend en compte l'évolution au cours du temps du système global terrestre : enveloppes fluides (abordées en classe de seconde), enveloppes solides (définies en classe de première S) et êtres vivants. La prise en compte de la dimension temporelle permet de résoudre la contradiction apparente entre les propriétés de stabilité et la variabilité de la géosphère et de la biosphère de notre planète. (Extrait du B.O n°5 du 30/08/2001).
Dans ce programme, la partie d’introduction appelée « Approche du temps en biologie et géologie » a pour objectif de conduire les élèves à s’interroger sur les différentes échelles de temps utilisées pour comprendre l’évolution conjointe de la Terre et de sa biosphère. Pour comprendre l'évolution biologique et géologique de notre planète, il faut être capable d'identifier des moments remarquables dans l'histoire de la Terre, de les ordonner, d'évaluer leur âge et de mesurer les durées qui les séparent. La formation de la Terre est un des ces évènements clés.
La partie appelée « La mesure du temps dans l’histoire de la Terre et de la vie » du programme apporte des éléments de réponse. La mesure du temps au-delà des époques historiques se fait en interprétant des phénomènes géologiques et biologiques enregistrés dans les roches et les fossiles. Pour cela les géologues utilisent des outils de datation relative et absolue qui sont présentés dans le programme.
L&rsqrsquo;utilisation des radioéléments intervient dans le dans le programme de physique-chimie de terminale S dans la partie appelée « Transformations nucléaires ». L’un des objectifs de cette partie est de connaître quelques ordres de grandeurs concernant la radioactivité naturelle (corps humain, roches), et comprendre qu’elle peut être utilisée pour la datation à des échelles de temps géologiques ou historiques. Cette partie permet d’aborder les points suivants : stabilité et instabilité des noyaux, radioactivité, loi de décroissance radioactive.
Le thème de la radioactivité est l’occasion d’opérer une convergence thématique avec les mathématiques (exponentielle, probabilité, statistiques et équation différentielle) et les sciences de la vie et de la Terre (datation). Une concertation entre les professeurs des trois disciplines scientifiques est encouragée. La datation par la méthode du carbone-14 est simple, car elle repose sur l’hypothèse selon laquelle le rapport 14C/12C dans l’atmosphère est en première approximation indépendant du temps. La radio-chronologie utilisant des noyaux à longue durée de vie (par exemple rubidium-strontium pour déterminer l’âge de la Terre), qui nécessite l’élaboration d’une méthode permettant de s’affranchir de la connaissance de la composition isotopique initiale de la roche, est envisageable plutôt dans le cours de sciences de la Terre. On réalisera les datations par méthode graphique et par le calcul. Les deux méthodes seront exigibles en fin d’année. (Extrait du B.O n°4 du 30/08/2001).
Connaissances préalables
- En classe de seconde, on peut évoquer les météorites dans le thème appelé « la planète Terre et son environnement », même si l'origine du système solaire n'est pas au programme en tant que telle. L’objectif est de montrer que les météorites sont des morceaux d'astéroïdes qui renseignent sur la diversité des objets du système solaire et qui modèlent la surface des planètes constituant ainsi un puissant agent de datation des surfaces planétaires.
- L’étude des météorites pour comprendre l’origine et la structure interne de notre planète intervient dans le programme de S.V.T de première S dans la partie appelée « Structure, composition et dynamique de la Terre ». Elle permet d’aborder les points suivants :
- Origine, différenciation et structure interne de la Terre.- Composition chimique de la Terre : des échantillons naturels aux matériaux inaccessibles.
