Datation au carbone : Une fenêtre sur le passé du monde

Alors que le réchauffement planétaire fait fondre le pergélisol de la Terre, les scientifiques font des découvertes étonnantes dans les profondeurs en-dessous de la glace.

Déterminer l’âge exact de ces trésors est une étape cruciale pour les archéologues, rendue possible par la datation au carbone, un processus de datation de matériaux organiques utilisant la technologie nucléaire et pouvant remonter jusqu’à 60 000 ans.

Une découverte bien connue fut Ötzi, l’homme des glaces, devenu une véritable célébrité scientifique après que deux randonneurs allemands l’eurent découvert à 3 210 mètres d’altitude dans les Alpes de l’Ötztal à la frontière italo-autrichienne en 1991. Le corps momifié était en partie enseveli sous la glace et on a d’abord cru qu’il s’agissait d’un alpiniste ou d’un soldat italien de l’une des deux guerres mondiales.

C’est lorsque les scientifiques ont utilisé la datation au carbone qu’ils ont découvert que Ötzi avait péri 5 300 ans plus tôt, à la fin du Néolithique. En 2018, les chercheurs ont publié une analyse détaillée des outils découverts près du corps d’Otzi. Sans l’aide de la datation au carbone, les seuls indices de son âge auraient été ces outils.

La datation au carbone des objets organiques a été découverte pour la première fois en 1946 par Willard Libby, professeur de chimie à l’Université de Chicago. Il a déterminé que le carbone 14, un isotope radioactif du carbone naturellement présent dans l’atmosphère, était absorbé par les plantes vertes et les animaux qui les mangeaient.

Libby a théorisé correctement qu’en déterminant la quantité de carbone 14 dans un objet, on pouvait connaître l’âge de cet objet en calculant la demi‑vie (environ 5 730 ans) ou le taux de désintégration de l’isotope, un processus qui commence au décès de tout être humain. De ce fait, le carbone 14 n’est plus absorbé, et le nombre d’isotopes existants commence à diminuer de manière constante. En d’autres termes, plus l’échantillon est âgé, moins il contient de carbone 14.

Jusqu’à la découverte de Libby, on ne pouvait déterminer l’âge des objets par rapport aux lieux environnants qu’en examinant les couches géographiques où on a découvert un artéfact.

De nouvelles applications ont également été développées pour cette technique. La datation au carbone a été utilisée avec succès pour confirmer de prétendues contrefaçons d’art, tel que le tableau du cubiste français Fernand Léger et la contrefaçon de l’œuvre de Sarah Honn par Robert Trotter.

Tous deux ont été jugés faux après analyse des formes radioactives de carbone 14 dans la toile et la peinture pour établir s’il y avait une corrélation réaliste entre leurs âges. Les faussaires sont bien connus pour utiliser de vieilles toiles pour leur confier de l’authenticité, mais ils n’ont d’autre choix que d’utiliser des peintures beaucoup plus récentes.

Les scientifiques utilisent également la datation au carbone pour étudier les routes de migration des papillons monarques du Canada vers le Mexique et inversement. La méthode a résolu un mystère de longue date sur la raison pour laquelle certains monarques se trouvent sur la côte Est ainsi que dans l’intérieur traditionnel.

Les chercheurs ont analysé 90 échantillons de papillons provenant de 17 sites du Maine à la Virginie ainsi que 180 échantillons d’asclépiades, dont se nourrissent les larves de monarques. Cette étude a révélé le lieu de naissance des monarques et l’âge auquel ils consommaient l’asclépiade.

L’étude a conclu que la recolonisation des papillons de la côte Est était le fait d’une deuxième génération qui a éclos et migré dans la région des Grands Lacs. Cette nouvelle information a permis aux autorités de protection de la nature de concentrer leurs efforts sur les Grands Lacs, où les papillons ont éclos.

En 1960, Willard Libby a reçu le prix Nobel de chimie pour sa théorie sur l’utilisation du carbone 14 pour déterminer l’âge. La découverte du carbone 14 et sa capacité à dater la matière organique a permis à l’archéologie, à la géologie, à la géophysique et à d’autres domaines scientifiques de faire d’énormes progrès pour comprendre le monde autour de nous.