Datation des météorites et détermination de l'âge de la Terre par Patterson

Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère

À retenir

• Pourquoi ne peut-on pas dater directement la formation de la Terre à partir des roches de sa surface ? - La Terre est une planète géologiquement vivante : la tectonique des plaques, le magmatisme, l'érosion et le métamorphisme recyclent et détruisent continuellement la croûte primordiale (subduction, fusion). - Les plus vieux matériaux terrestres préservés (les gneiss d'Acasta au Canada, roches datées d'environ 4,03 Ga, et les cristaux de zircon de Jack Hills en Australie, datés de 4,4 Ga) ne donnent qu'un âge minimal et non l'âge de la formation globale du globe. • La solution par les météorites primitives : - Les météorites de type chondrites sont des fragments de petits corps parents du Système solaire n'ayant jamais subi de différenciation géologique ni de tectonique : ce sont des témoins fossiles congelés de la nébuleuse protosolaire originelle. - La Terre, les météorites et les autres planètes se sont formés quasi simultanément (en quelques dizaines de millions d'années au plus) par accrétion dans le disque protosolaire. • La méthode plomb-plomb de Clair Patterson (1953-1956) : - Patterson étudie les rapports isotopiques du plomb issus de la double désintégration de l'uranium : ^238U ^206Pb (demi-vie 4,47 Ga) et ^235U ^207Pb (demi-vie 0,704 Ga). - En traçant le rapport ^207Pb^204Pb en fonction de ^206Pb^204Pb pour cinq météorites (dont la météorite de fer de Canyon Diablo) et pour des sédiments de fond océanique terrestre, tous les points s'alignent rigoureusement sur une même droite appelée isochrone de Patterson. - De la pente de cette isochrone, Patterson calcule l'âge de formation de la Terre et du Système solaire : t = 4,55 0,07 milliards d'années (Ga)

Le cours

Datation des météorites et détermination de l'âge de la Terre par Patterson • Pourquoi ne peut-on pas dater directement la formation de la Terre à partir des roches de sa surface ? - La Terre est une planète géologiquement vivante : la tectonique des plaques, le magmatisme, l'érosion et le métamorphisme recyclent et détruisent continuellement la croûte primordiale (subduction, fusion). - Les plus vieux matériaux terrestres préservés (les gneiss d'Acasta au Canada, roches datées d'environ 4,03 Ga, et les cristaux de zircon de Jack Hills en Australie, datés de 4,4 Ga) ne donnent qu'un âge minimal et non l'âge de la formation globale du globe. • La solution par les météorites primitives : - Les météorites de type chondrites sont des fragments de petits corps parents du Système solaire n'ayant jamais subi de différenciation géologique ni de tectonique : ce sont des témoins fossiles congelés de la nébuleuse protosolaire originelle. - La Terre, les météorites et les autres planètes se sont formés quasi simultanément (en quelques dizaines de millions d'années au plus) par accrétion dans le disque protosolaire. • La méthode plomb-plomb de Clair Patterson (1953-1956) : - Patterson étudie les rapports isotopiques du plomb issus de la double désintégration de l'uranium : ^238U ^206Pb (demi-vie 4,47 Ga) et ^235U ^207Pb (demi-vie 0,704 Ga). - En traçant le rapport ^207Pb^204Pb en fonction de ^206Pb^204Pb pour cinq météorites (dont la météorite de fer de Canyon Diablo) et pour des sédiments de fond océanique terrestre, tous les points s'alignent rigoureusement sur une même droite appelée isochrone de Patterson. - De la pente de cette isochrone, Patterson calcule l'âge de formation de la Terre et du Système solaire : t = 4,55 0,07 milliards d'années (Ga) Astuce et méthode clé Pense aux météorites comme aux « briques restantes du chantier » du Système solaire : en analysant les briques non utilisées dans le garage, on connaît l'âge exact de la maison ! Piège classique à éviter Attention à la contamination : Patterson a dû concevoir l'un des tout premiers laboratoires ultrapropres (« salle blanche ») pour éliminer le plomb atmosphérique industriel omniprésent issu de l'essence au plomb, sauvant sa mesure et lançant son combat écologique contre le plomb.

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