Généralités sur les méthodes de datation
Il est important de noter que tous les matériaux ne sont pas datables. Voici une liste non exhaustive des types de matériaux pouvant être datés :
- Les carbonates
- Les fossiles et restes paléontologiques
- Les sédiments
- Les minéraux volcaniques
- Les charbons de bois
- Les minéraux et roches ayant été chauffés
Il existe différentes méthodes de datation qui sont regroupées au sein de 4 grandes familles. Ces méthodes sont applicables à certains types de matériaux uniquement.
Toutes ces méthodes ne peuvent pas être appliquées à chaque objet ou site. En effet, en plus du fait qu’il faut retrouver un matériau datable sur le site, les différentes méthodes ne permettent pas de dater la même échelle de temps. Par exemple, la datation au carbone 14 ne peut pas être utilisée pour dater des artefacts plus anciens que 50 000 ans.
Le but ici n’est pas d’être exhaustif mais de vous présenter plus en détails quelques méthodes de datation.
Le carbone 14
Il s’agit probablement de la méthode de datation la plus connue. Elle a été mise au point dans les années 1940-1950.
Comment se forme le carbone 14 ?
Le carbone 14 (ou 14C) est un isotope radioactif du carbone présent naturellement dans la haute atmosphère, où il se transforme rapidement en 14CO2. Ce 14CO2, sous forme gazeuse, se dissout partiellement dans l’eau de mer où il est incorporé par certains organismes marins. C’est le cas par exemple des foraminifères qui utilisent des carbonates afin de fabriquer leurs coquilles. Le 14CO2 va également être incorporé par les végétaux lors de la photosynthèse, ainsi que par les herbivores se nourrissant de ces plantes. Enfin, les carnivores incorporent également du 14C via les herbivores qu’ils chassent. Ainsi, tous les organismes vivants constitués en partie de carbone possèdent une certaine quantité de 14C, y compris notre espèce. Les échanges constants entre un organisme et son environnement maintiennent une certaine concentration de 14C dans chaque individu. A la mort de l’organisme, les échanges entre ce dernier et son environnement cessent, de même que l’apport en 14C.
Après la mort de l’organisme, la concentration en 14C diminue donc au cours du temps selon une période de 5730 ans. Ceci signifie que tous les 5730 ans, la moitié des atomes de 14C se désagrège naturellement.
Cependant, au-delà de 50 000 ans, la concentration en 14C devient trop faible pour que des analyses puissent être réalisées.
Ainsi, si vous découvrez un fossile datant de moins de 50 000 ans, il est possible d’estimer la concentration en 14C restante dans le fossile et, par conséquent, de déterminer l’âge de la mort de l’individu grâce à des formules mathématiques.
Ces calculs dépendent de la concentration en 14C dans l’atmosphère. Or, celle-ci n’est pas restée constante au cours du temps et a varié durant les derniers 50 000 ans. Par conséquent, on utilise désormais des courbes de calibration afin d’obtenir une fourchette d’âges aussi précise que possible. Vous verrez alors la notation cal BP qui signifie Before Present. Au moment de l’élaboration de cette méthode de datation, des essais nucléaires ont eu lieu, ce qui a modifié la concentration en 14C dans l’atmosphère. Par conséquent, il a été convenu de façon arbitraire que le présent commence en…1950 !
La dendrochronologie
La dendrochronologie consiste à analyser la croissance des arbres en examinant leurs cernes. En effet, dans les régions tempérées caractérisées par une saisonnalité, l’arbre produit un cerne annuel correspondant à sa période de croissance. La taille de ce cerne dépend des conditions environnementales. Ainsi, le cerne produit durant un été sec sera par exemple plus fin que celui produit durant un été pluvieux, étant donné que la sécheresse aura gêné la croissance de l’arbre. Tout au long de sa vie, un arbre enregistre les variations environnementales et climatiques.
En partant de ce principe, il est possible, en analysant de très nombreux cernes de bois, de créer des échelles de temps dites « dendrochronologiques ». Cela permet de reconstituer les différentes fluctuations climatiques enregistrées par les arbres et de les dater dans le temps pour chaque région. Ce travail est effectué à l’échelle régionale car chaque région présente des espèces d’arbres spécifiques et des climats particuliers.
Lorsque l’on découvre en contexte archéologique une pièce de bois où les cernes de l’arbre sont encore visibles, il est possible de faire correspondre sa courbe de variations climatiques à la courbe régionale et ainsi de dater une pièce de bois. On peut ainsi attribuer une année à chaque cerne de notre arbre archéologique.
La dendrochronologie permet d’estimer des âges entre l’actuel et un peu plus de 10 000 ans.
Le paléomagnétisme ou la datation des sédiments
Il existe un champ magnétique autour de la Terre qui agit comme un aimant. Au cours de l’histoire de notre planète, l’orientation de cet aimant s’est inversée à plusieurs reprises. Actuellement, le champ magnétique est orienté de telle manière que le nord magnétique correspond approximativement au pôle nord géographique. On dit alors que la polarité magnétique est normale. En revanche, lorsque le champ magnétique s’inverse et est orienté vers le pôle sud, on parle de polarité inverse. Ainsi, une chronologie de ces changements de polarité a pu être établie.
Certaines roches, comme la magnétite (Fe2O3), sont magnétiques et agissent en quelque sorte comme une boussole, c’est-à-dire qu’elles enregistrent la polarité du champ magnétique terrestre au moment de leur fossilisation.
Ainsi, cette chronologie des variations de polarité du champ magnétique terrestre peut permettre de déterminer l’âge de sédiments. Par exemple, si des sédiments présentent une polarité inverse, nous savons qu’ils ont nécessairement plus de 780 000 ans car la période de Brunhes, qui a une polarité normale, a débuté il y a 780 000 ans.
Le paléomagnétisme permet de dater des échantillons actuels jusqu’à plusieurs milliards d’années.
Nous espérons que cet article introductif sur les méthodes de datation vous a intéressé ! N’hésitez pas à nous poser vos questions et à nous faire part de vos remarques sur le blog. Vous pouvez aussi nous contacter par e-mail. Retrouvez-nous également sur Instagram, Facebook, TikTok, Twitter et YouTube pour suivre toutes nos actualités !
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L’équipe de Prehistory Travel.
Bibliographie :
[1] Dominique Grimaud-Hervé et al., Histoire d’ancêtres. La grande aventure de la Préhistoire, Errances, 5e édition, 2015.
[2] Langouet L. et Giot P.-R., La datation du passé. La mesure du temps en archéologie. GMPCA, Rennes, 1992.
