En archéologie, le problème de la datation des objets tels les ossements et les outils, est primordial. La reconstitution de l'histoire repose sur ces datations. C'est une intuition du chimiste Willard Frank Libby, qui a permis de créer un outil très utilisé dans l'étude du passé: la datation au carbone-14. Willard F. Libby démontra que des substances radioactives sont formées par le bombardement constant de la Terre par les rayons cosmiques.
Libby a enseigné à l'Université de Californie à Berkeley de 1933 à 1945. Par la suite, il a travaillé au projet Manhattan de 1941 à 1945. Dans cette même année, soit 1945, il joint l'équipe de l'Institut des Recherches Nucléaires à l'Université de Chicago jusqu'en 1959. A l'époque où il a mis au point sa méthode de datation au carbone-14, en 1949, il travaillait en équipe avec les chercheurs Anderson et Arnold. Il a par ailleurs écrit un livre dont le titre est "Radiocarbon Dating" relatant les diverses phases expérimentales de la datation au carbone-14. Finalement, de l'année 1959 à 1980, il a dirigé l'Institut des Sciences Géographiques et Astronomiques. Libby a aussi été membre des deux Commissions Américaines sur l'Énergie Atomique. Il travailla également sur une méthode au tritium pour dater l'eau, le vin et des produits agricoles fossiles.
W. F. Libby reçut le prix Nobel de Chimie en 1960 pour sa méthode de datation au carbone-14 dans les domaines de l'archéologie, la géologie, la géophysique et autres branches de la science.
Cette technique permet de déterminer les âges, y compris les dernières 50 000 années, de matériaux archéologiques et paléontologiques, de morceaux de bois, de coquilles, de charbons, de restes fossiles, etc.
La technique de datation est très complexe car l'activité des échantillons à dater est toujours très basse ce qui explique une certaine marge d'erreur de mesure.
Le carbone-14 a une vie moyenne qui, selon les évaluations les plus récentes, est de 5730 années et émet des radiations de 0,15 MeV, qui peuvent être déterminées au moyen d'un compteur Geiger. Le compteur Geiger est simplement un tube creux contenant l'échantillon et dans lequel sont reçues les impulsions électriques créées par les électrons émis du fait des désintégrations. Libby a prouvé que le nombre de particules émises, pendant un intervalle de temps déterminé, est directement proportionnel au nombre d'atomes de carbone radioactif présents.
L'âge peut facilement être déterminé en le comparant avec un second échantillon d'âge connu, en utilisant la relation:
Il existe deux inconvénients à cette méthode. Sa faible portée de pratique (50 000 ans) et le fréquent décalage observé entre l'âge mesuré et l'âge réel (parfois plus de 15% d'erreur).
Le gaz carbonique radioactif ainsi produit se répand alors dans l'atmosphère. Il est d'abord absorbé par les plantes qui, au cours de la photosynthèse, le transforment et l'incorporent à leurs tissus. Comme tous les animaux dépendent des végétaux pour vivre, ils absorbent aussi du carbone-14.
Tant qu'un organisme est vivant, les atomes de carbone-14 contenus dans ses tissus sont sans cesse renouvelés par le biais de la respiration et de la nutrition.
Par contre, lorsque l'organisme meurt, les atomes de carbone-14 qui se désintègrent ne sont plus remplacés. Ainsi, Libby a réussi à démontrer que leur nombre décroît de moitié tous les 5730 ans. Ainsi, il a trouvé des techniques dans le but de mesurer la quantité de carbone-14 qui subsiste dans un ossement pour enfin, le comparer à celle contenue dans un os appartenant à un organisme semblable mais vivant. Donc, de cette façon il a pu établir le temps qui s'est écoulé depuis la mort de l'organisme auquel appartient cet os. Il a réussi à prouver que tous les matériaux d'origine organique, c'est-à-dire contenant du carbone, peuvent être datés.
Une autre méthode utilisée lorsque les objets ne comportent
pas de carbone est la thermoluminescence. Lors de ce procédé
de datation, au lieu de considérer la disparition d'un élément
radioactif, on mesure plutôt l'effet qu'a exercé la radioactivité
sur l'objet au cours du temps. Elle permet de dater des objets âgés
de 200 000 à 300 000 ans.
Au Québec, en 1990, un chercheur de l'Université Laval, M. Chagnon,
a utilisé la méthode au carbone-14, afin d'évaluer les
séismes vécus dans la région du Saguenay.
Finalement, le chimiste Willard Frank Libby a permis grâce à sa découverte d'établir une chronologie des événements qui ont marqué l'histoire de la terre.
SEABORG, Glenn T. Willard Frank Libby, Physics Today, February 1981.
Le carbone témoin de l'histoire, Science et Vie Junior, No13, 1er mars 1990.
GRAVEL, Pauline. Sur les traces du passé, Omniscience, No 66, 1er janvier 1992.
Encyclopédie Scientifique et Technique, Lidis, 1974 p. 270.
McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology, Tome 10, Tome 14, 1992.
Encyclopedia Universalis, Éditeur à Paris, 1992.
Recherche : Valérie Watier, École secondaire Le Ber, Sherbrooke, QC
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