Datation isotopique de la Terre

• Dès 1906, une méthode de datation isotopique par la mesure de l'hélium produit par la désintégration du radium est mise au point par Ernest Rutherford. Elle permet alors d'attribuer à une roche une âge de 40 MA. En 1906, Lord Rayleigh détermine le premier âge radiométrique dépassant le milliard d'années. Cette méthode est rapidement abandonnée car peu précise, l'hélium ne restant pas confiné dans la roche.

Ernest Rutherford

• La méthode Uranium-Plomb est mise au point en 1905 par Bertram Boltwood. En 1915, elle permet d'attribuer un âge de 1,3 milliard d'années (1,3 GA) aux plus vieilles roches. L'âge de la Terre est donc plus grand que ce qu'imaginaient les géologues ! En 1913, dans son livre The Age of the Earth, le géologue britannique Arthur Holmes estime l'âge de la Terre à 1,6 GA.

Bertram Boltwood 

• En 1938, Alfred Nier propose une approche isotopique de la datation radiométrique. Il mesure la composition isotopique du plomb (rapport ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb) présent dans les galènes et trouve, pour les plus vieux échantillons de roche , des âges de 2,5 GA. A la même époque, l'astronome Edwin Hubble avait estimé l'âge de l'univers entre 1,8 et 2 GA en utilisant l'éloignement progressif des galaxies ! Des roches seraient donc plus vieilles que l'univers ! Impossible !

Alfred Nier

• Trois chercheurs, Gerling, Arthur Holmes et Friedrich Outermans tentent alors de déterminer l'âge de la Terre à partir des résultats d'Alfred Nier. En 1946, ils estiment l'âge de la Terre entre 3 et 3,4 milliards d'années. Tout va bien puisque, en 1950, les astronomes ont recalculé la relation distance-vitesse de Hublle et  estiment alors l'âge de l'Univers à 4 GA.

• Au début des années 50, la spectrométrie de masse a fait des progrès et la détermination de la composition isotopique des éléments présents dans les roches en est grandement facilitée. En effet, la Deuxième Guerre Mondiale a précipité l'exil de beaucoup de chercheurs vers les Etats-Unis et a accéléré les progrès technologiques. En 1953, Clair Patterson est en post-doctorat à l'Université de Chigago sous la direction de Harrison Brown qui travaillait déjà sur l'analyse de la composition isotopique de météorites depuis 1947 et qui avait collaboré au projet Manhattan. Clair Patterson procède alors à l'analyse de la composition isotopique des météorites et montre que la Terre et les météorites se sont formées à la même époque, il y a 4,55 GA ( 70 MA), à partir d'un  même matériau source. C'est donc l'âge de formation du système solaire. Cet âge sera confirmé par d'autres méthodes isotopiques (potassium/argon et rubidium/strontium). C'est l'âge qui figure dans tous les manuels.

Clair Patterson