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Un problème majeur des climatologues est de corréler temporellement les signaux qu’ils mesurent à divers endroits du globe. Il est donc indispensable d’établir la chronologie de divers événements.
La plupart des « horloges » utilisées font appel aux décroissances radioactives. L’une des plus connues est la mesure du carbone 14 (¹⁴C - période radioactive : 5 736 ans). Pendant sa vie, un organisme biologique équilibre sans cesse la composition isotopique de son carbone avec celle du milieu ambiant – l’atmosphère pour les végétaux. Ses tissus biologiques contiennent donc le taux ambiant de ¹⁴C. Après sa mort, les échanges avec le milieu ambiant cessent ; le ¹⁴C va se désintégrer, avec une demi-vie de 5 736 ans. Le taux restant dans l’échantillon permet donc de savoir depuis combien de temps il est mort. Pour la datation au ¹⁴C, les échantillons sont traités chimiquement pour en extraire le carbone qui sera purifié sous forme de CO₂. Le dioxyde de carbone sera ensuite réduit pour le transformer en graphite.

AnimationLa datation par le carbone 14

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L’analyse isotopique du graphite se fera à l’aide d’un accélérateur de particules couplé à un spectromètre magnétique. Cette technique permet de traiter des échantillons infimes, de l’ordre du mg.
Des bancs de traitement permettent de préparer simultanément un grand nombre d’échantillons.
On utilise aussi beaucoup les filiations radioactives telles les couples : uranium 234 - thorium 230 ; potassium 40 - argon 40…

Certains minéraux accumulent les rayonnements reçus dans certaines conditions, ils émettent de la lumière proportionnellement à la quantité de rayonnements accumulée. Les chercheurs utilisent cette propriété pour la datation. La grande difficulté est de trouver un phénomène suffisamment sensible pour les gammes de temps considérées et un échantillon auquel on puisse attribuer un âge de façon significative.
La chronologie peut aussi bénéficier d’autres techniques, comme la mesure de l’intensité du champ magnétique terrestre, enregistrée par les minéraux magnétiques et qui présente l’avantage d’étudier les variations synchrones sur toute la Terre.

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