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Un sarcophage en plomb découvert dans le sol de la cathédrale Notre-Dame, à Paris, le 15 mars 2022. La datation au carbone 14 est de plus en plus menacée avec la hausse des émissions de combustibles fossiles.
Un sarcophage en plomb découvert dans le sol de la cathédrale Notre-Dame, à Paris, le 15 mars 2022. La datation au carbone 14 est de plus en plus menacée avec la hausse des émissions de combustibles fossiles.
© JULIEN DE ROSA / AFP

Lente évolution

La datation au carbone 14 est de plus en plus difficile avec la hausse des émissions de combustibles fossiles

Les archéologues devront de plus en plus s'appuyer sur d'autres techniques car ces émissions continuent de modifier la composition des isotopes du carbone dans l'air.

Les chercheurs qui suivent l'augmentation constante des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ont constaté un tournant. A partir de 2021, la combustion de combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon) a officiellement modifié la composition des isotopes du carbone dans l'air de l'hémisphère Nord, selon des travaux publiés dans la revue Nature. Cela pourrait poser des problèmes pour les précieuses techniques de datation au carbone 14. Les objets modernes ressemblent désormais à des objets du début du XXe siècle en termes de datation au radiocarbone, explique Heather Graven, physicienne chimiste à l'Imperial College de Londres, qui étudie cet effet depuis des années.

La tendance « pourrait bientôt rendre difficile de dire si quelque chose a 1 000 ans ou est moderne », explique Paula Reimer, spécialiste de la datation au radiocarbone à l'Université Queen's de Belfast, au Royaume-Uni.

Bien qu'il existe généralement d'autres indices sur la provenance d'un objet, « il y a souvent des découvertes errantes sans cette information », explique Reimer, comme des restes humains non identifiés qui pourraient provenir d'un lieu de sépulture historique ou d'une personne décédée récemment.

Cette évolution pourrait également conduire à ce que les médecins légistes ne puissent plus utiliser les empreintes digitales au radiocarbone pour déterminer l'âge de matériaux tels que l'ivoire, les antiquités et le vin.

Les techniques de datation au carbone reposent sur le fait qu'il existe plusieurs isotopes du carbone dans l'air. Le carbone 12 stable est le plus courant. Mais il y a aussi une petite quantité de carbone 14 radioactif, qui est générée principalement lorsque les rayons cosmiques interagissent avec l'atmosphère. La proportion de carbone 14 varie naturellement dans le temps.

Les êtres vivants absorbent les deux types de carbone. Après leur mort, les quantités relatives des deux isotopes commencent à changer à mesure que le carbone 14 radioactif se désintègre. En mesurant la quantité de carbone 14 restant dans un objet, les chercheurs peuvent dater des matériaux organiques, tels que le bois, le tissu ou les os, qui ont jusqu'à environ 55 000 ans. En règle générale, plus le rapport de carbone 14 est petit, plus le matériau est ancien.

Entre 1952 et 1962, les essais d'armes nucléaires ont libéré un pic de "carbone de bombe" qui a rapidement doublé la quantité de carbone 14 dans l'air. Depuis lors, ce carbone 14 a été lentement absorbé par les êtres vivants et l'océan. Dans le même temps, les combustibles fossiles libèrent rapidement du CO2 qui ne contient pas de carbone 14.

A partir de 2021, ces deux effets se sont officiellement annulés dans l'hémisphère Nord. Cela signifie que le taux de carbone 14 dans les matériaux modernes est désormais le même que dans ceux de l'époque préindustrielle. Et parce que les combustibles fossiles sont toujours brûlés, la proportion de carbone 14 dans l'air diminuera davantage, imitant encore plus les conditions du passé. D'ici 2050, prédit Graven, le taux de carbone 14 sera similaire à ce qu'il était au Moyen Âge (entre le Ve et le XVe siècle).

Lorsqu'il y a des fluctuations et des pics dans la proportion de carbone 14 dans l'air au fil du temps, la datation au radiocarbone ne peut pas toujours distinguer une date d'une autre.

Les chercheurs savaient depuis longtemps que la fin de cette technique approchait, mais l'augmentation des émissions de CO2 a accéléré le processus. Dans les décennies à venir, alors que l'utilisation des combustibles fossiles devrait diminuer, la valeur du carbone 14 ne sera plus le diagnostic d'une date.

La disparition d’une des références, la courbe de la bombe, signifie que les chercheurs devront de plus en plus s'appuyer sur d'autres techniques ou isotopes pour effectuer leur datation, y compris un troisième type de carbone, le carbone 13.

Nature

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