Datation au carbone 14

 

(un exemple complémentaire au chapitre 17 sur la radioactivité)
Le carbone existe dans la nature sous trois isotopes, 12C (à 98,9%), 13C (à 1 ,1%), 14C (à une proportion infime de 10-12 ).
Le troisième isotope est radioactif, avec une demi-vie d’environ 5 600 ans ; il aurait disparu depuis longtemps s’il n’était produit en permanence dans la haute atmosphère, par réaction entre un neutron et un atome d’azote.
Non seulement 14C est donc régénéré en permanence dans l’atmosphère, mais on observe que la proportion donnée ci-dessus de 12C, 13C et 14C est constante dans la nature, dans l’atmosphère ou dans les organismes vivants, traduisant un équilibre des échanges entre les organismes vivants et leur environnement.
Si l’on prend donc un organisme vivant (arbre par exemple), le rapport 14C/C reste constant à environ 10-12 tant que cet organisme vit. Si cet organisme meurt, il cesse tout échange carbonique avec l’extérieur, les quantités de 12C et 13C qu’il contient se figent ; en revanche la quantité de 14C qu’il contient diminue par radioactivité (seul 14C est radioactif). Le rapport 14C/C devient inférieur à 10-12, ce qui compte tenu de la connaissance de la radioactivité de 14C (par exemple au bout de 5600 ans, il reste une quantité de 14C égale à 0,5*10-12),  permet de dater la mort de cet organisme.
 
L’américain Willard Libby (University of Berkeley) a mis en évidence cette méthode de datation en 1945, et a reçu le prix Nobel de chimie en 1960.