Principe de la méthode de datation par chaînes radioactives
Principe de la datation
- L'élément uranium possèdent deux isotopes radioactifs à longue vie : l'uranium 235 et l'uranium 238. Chaque isotope se désintègre par étapes successives et est à l'origine de familles radioactives dont le dernier isotope stable est un isotope du plomb. Ainsi 235U donne 207Pb et 238U donne 206Pb.
En fait, tout se passe comme si il ne produisait qu'une seule réaction directe de désintégration pour chaque isotope :
En effet, on peut négliger les réactions intermédiaires car leurs demi-vie sont très faibles par rapport aux temps de demi-vie des réactions précédentes qui valent respectivement 4,47 Ga et 0,704 Ga. Pour information, ces constantes radioactives ont été déterminées en 1971 par Jeffrey et al.
- En supposant que le système est resté fermé, on peut écrire que la quantité de plomb 206 présent actuellement dans la roche (206Pb(actuel)) est la somme du plomb présent à l'origine (206Pb(0)) et du plomb 206 produit par la désintégration radioactive (206Pb(radiogénique)).
La quantité d'uranium 238 présent actuellement suit la loi de décroissance radioactive :
La quantité de plomb 206 produit par la désintégration radioactive correspond au nombre de désintégrations subies par l'uranium 238 :
On obtient donc la relation :
On procède de même pour la désintégration de l'uranium 235 :
En faisant le rapport entre ces deux relations, on obtient :
Actuellement, on a :
En déterminant la valeur du rapport isotopique (207Pb/206Pb)radiogénique on pourra donc estimer directement le temps écoulé depuis la fermeture du système.
Nous allons maintenant nous intéresser à la mise en oeuvre de cette méthode de datation.
