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[Dossier] Methodes de datations

 
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Mitra
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MessagePosté le: Mer 19 Jan - 07:47 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

C'est la question centrale pour toute etude ou decouvertes du passé de l' humanité et de notre planète.

Comment dater des elements du passé ?

On peut globalement classer les différentes méthodes par Groupes:

Groupe 1: Méthodes de datation chronologique
Groupe 2 : Méthodes de datation non nucléaire
Groupe 3 : Méthodes de datation nucléaire
Groupe 4 : Méthodes de datation biologique


***

Les principales méthodes employées par les scientifiques et chercheurs :


- La stratigraphie
- Les  relations typologiques
- La dendrochronologie
- La racémisation des acides aminés
- Le dosage chimique : azote, fluor, l'uranium
- L'hydratation de l'obsidienne
- Les traces biologiques : palynologie, paléontologie, micropaléontologie
- La biostratigraphie
- L'archéomagnétisme
- La thermoluminescence
- Les méthodes radioactives : Carbone 14, Potassium-Argon, Uranium/Thorium
- Les méthodes de la biologie moléculaire

Une méthode seule ne permet pas d'aboutir à une chronologie absolue mais au moins relative qui doivent etre complétées et associée à d'autres méthodes.

La méthode absolue la plus connue du grand public qui permet de positionner un evenement ou objet sur une echelle de temps absolu est la méthode dite de datation par le radiocarbone  C14 (ou radiocarbone) mais elle n'est pas applicable pour des etudes antérieure à 60 000 ans !

Tableau des durées qui peuvent etre couverte par différentes méthodes de datation:

Méthodes de datation Domaine de temps approximatif couvert en années
 
 
Dendrochronologie
actuel  jusqu' à  -7000 ans 
Racémisation des acides aminés
actuel  jusqu' à  -100 000 ans 
Hydratation de l'obsidienne
200 bp jusqu'au-dela de - 1 000 000 années
 
Archéomagnétisme
actuel  jusqu' à  -7000 ans
 
Thermoluminescence_ 
quelques dizaines d' années jusqu' à -300 000 ans
 
Carbone 14 (ou radiocarbone) 
actuel jusqu' à  -60 000 ans
 
Uranium/Thorium
actuel  jusqu' à  - 300 000 ans
 
Résonance de spin électronique
quelques 1000 ans à 20 millions d'années 
Potassium-Argon
actuel à  4.5 milliards d'années 

Dans ce dossier on va présenté en détail chaque méthode Okay
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MessagePosté le: Mer 19 Jan - 07:47 (2011)    Sujet du message: Publicité

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Mitra
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MessagePosté le: Mer 19 Jan - 20:16 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Methodes de datation chronologique:

C'est la plus basique. Mais elle ne donne que des résultats relatif. Permet de situer un evenement etudié par rapport à des évènements ou delimitations connues :

- Par exemple par rapport  une eruption volcanique déjà datée , un tremblement de terre déjà daté
- Par rapport à des repères et limites déjà connues: délimitations fondées sur l' étude de la géologie, du climat, du magnétisme terrestre,  de l'évolution biologique, de l'évolution culturelle.

Par exemple on sait que
le paléolithique supérieur est plus ancien en Afrique que dans les autres régions du monde,
  que le néolithique démarre à des périodes différentes suivant les régions de la Terre,
. l'époque de l'apparition de l'agriculture, l'ordre et l'époque d'apparition des différents types de métallurgie (bronze, cuivre, fer ), etc. varient suivant les régions de la Terre.
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Mitra
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MessagePosté le: Mer 19 Jan - 20:36 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Methodes de datation non Nucléaire:  La stratigraphie

Les premières constatations (écrites) de l'existence de la succession de strates géologiques sont dues à Gaston ONEN en 1570 (publication en 1796).  Ce n'ets donc pas une science ...récente Very Happy
Les lois de STENON  qui décrivent les principes régissant l'ordre de superposition des couches sédimentaires sont énnoncées des 1670 !


Au 18eme siècle c'est la publication par BUFFON dans " Histoire Naturelle "des première coupes géologiques.



Les principes cadres de cette méthode (même si des exceptions sont connues)



- le principe de superposition : une couche géologique est plus récente que celle qu'elle recouvre,
  ( note perso: en l'absence de bouleversements structuraux !)


- le principe de continuité: une couche délimitée par un plancher et un plafond, définie par un faciès donné est de même âge en tous ses points,
 
- le principe d'identité paléontologique : deux couches aux mêmes fossiles sont considérées comme ayant le même âge

- Le principe d'uniformitarisme :
les structures géologiques passées ont été formées par des phénomènes (tectoniques, magmatiques, sédimentaires ou autres) agissant comme à notre époque

- Le principe d'horizontalité : les couches sédimentaires se déposent horizontalement ; une séquence sédimentaire qui n'est pas en position horizontale a subi des déformations postérieures à son dépôt.

- Le principe de recoupement : les couches sédimentaires sont plus anciennes que les failles ou les roches qui les recoupent

- Le principe d'inclusion : les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus anciens que leur contenant.

Application en archéologie:


On utilise les mêmes principes dans le domaine de l'archéologie. Les différentes couches, ou unités stratigraphiques, permettent la caractérisation et la datation d'une activité humaine sur un site fouillé. Elles sont le résultat de l'accumulation de sédiments, d'apports humains, de matériaux de destruction, d'incendie, etc.
Une coupe stratigraphique permet de mettre en évidence les différentes couches présentes qui sont autant de différents phénomènes liés à l'activité humaine. Celles-ci sont distinguées les unes des autres par leurs caractéristiques physiques et leur mobilier. La coupe stratigraphique constitue donc un panorama de cette activité à un endroit donné, de la première trace de présence humaine à aujourd'hui.
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Mitra
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MessagePosté le: Mer 19 Jan - 20:37 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

 Methodes de datation non Nucléaire:  La Dendrologie

Le père de la Denrologie est un astronome américain A. E. Douglas.
Son principe est très simple: On compte les cernes de l’arbre. Il y a formation d’une cerne par an.

Mais malheureusement il y a des complications qui viennent perturber la fiabilité de cette méthode:


Les “ dérèglements ” climatiques qui provoquent manque de cernes ou au contraire suppléments de cernes
 
Cette méthode de datation nécessite donc des recoupements avec d’autres données chronologiques (événement historique, datation par la méthode du radiocarbone, donnée climatique, …)


 


Methodes de datation non Nucléaire: La racémisation des acides aminés
 
Certaines molécules (assymétriques) existent sous deux formes stéréo-isomériques (deux dispositions spatiales différentes pour une même molécule) :
 
- lévogyre (L)
- dextrogyre (D)
 

 
De telles molécules sont aussi appelées énantiomères (déviation spécifique d’un faisceau de lumière polarisée). Seul l’énantiomère (L) est synthétisé dans les organismes vivants. Mais l’on observe que certaines molécules comme les acides animés passent lentement et spontanément de la forme (L) à la forme (D). Ce phénomène dit de racémisation se produit avec une certaine vitesse.
 
 
Il se trouve que certains acides aminés subsistent dans les os par exemple (acides aminés dérivés de la protéine collagène) ; on a pu en détecter sur certains fossiles vertébrés de plus de 300 millions d’années.
 
Donc, dans le principe à retenir pour un "non scientifique":  si l’on connaît la vitesse de racémisation  des acides aminés on doit pouvoir remonter à l’âge de l’os étudié.


S'il ya des specialistes qui veulent donner plus de detail sur cette méthode , moi j'en suis incapable Mr. Green

 

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Mitra
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MessagePosté le: Mar 25 Jan - 19:46 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Methodes de datation non Nucléaire: Le dosage du fluor et de l'uranium / le dosage de l' azote

L’idée du dosage du fluor contenu dans les ossements (os, dents) est due à J. Middelton (1844) qui observa que le fluor de l’eau des nappes phréatiques est graduellement absorbé dans les os
Sa validité atteint 100 000 ans. Mise au point par A. CARNOT en 1890, elle a acquis sa célébrité avec la mise en évidence de la surpercherie de l’homme de Piltdown

Comme pour le fluor, la méthode du dosage de l’uranium est fondée sur l’accumulation dans le squelette de l’uranium par diffusion de l’eau à travers les couches dans lesquelles le squelette a séjourné.

La méthode du dosage de l’azote est fondée sur la diminution graduelle de la teneur en azote dans des matériaux organiques, en particulier dans les os. La proportion d’azote décroît de façon relativement uniforme en fonction du temps.

A suivre Mr. Green
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MessagePosté le: Jeu 27 Jan - 01:11 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Méthode de datation non Nucléaire: quelques autres methodes:

on peut citer et expliquer rapidement pour conclure sur les méthodes de datation non nuclaire:

Etudes des traces biologiques : palynologie, paléontologie, micro-paléontologie,
comme par exemple l' etude du spectre des pollens.

Hydratation de l' obscidienne: 

L’obsidienne est un verre naturel. En présence d’eau se forme une couche hydratée dont l’épaisseur augmente en fonction du temps selon une loi :
 
x2 = kt 
  x : épaisseur de la couche hydratée
k : constante de diffusion dépendant de la température
t : temps



L'archéomagnestisme terrestre


Le champ magnétique terrestre voit sa direction et son intensité varier au cours du temps.  les argiles contiennent certains oxydes de fer, tels que la magnétite et l’hématite . Les poteries peuvent contenir jusqu’à 7% de divers oxydes de fer. Lorsque se produit une élévation de température suffisante les moments magnétiques des oxydes de fer ont tendance à s’aligner sur la direction du champ magnétique externe en l’occurrence le champ magnétique terrestre, au moment de la cuisson. Lors du refroidissement la direction acquise des moments est conservée et il subsiste une aimantation autonome et permanente colinéaire au champ magnétique terrestre : c’est le magnétisme thermo-rémanent.
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Mitra
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MessagePosté le: Jeu 27 Jan - 01:15 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Voila pour les méthodes de datation non nucléaire. Je ne pense pas en avoir oubliée de majeure Question

Concernant les méthodes de datation nucleaire et avant de rentrer dans le détail de chacune d'elles , j'ai trouv ce tableau de sytnthèse :

Méthodes 
Période de décroissance radioactive 
en années 
Domaines d’application 
Rubidium-strontium (Rb87/Sr87)
48.8 109 
8. à 3. 109 ans. Datations des roches  
Rhénium-osmium (Re187/Os187)
45.8 109 
106 à 4.5 109 ans. Datations de météorites. Etude de la minéralisation. 
Lutétium-hafnium (Lu176/Hf176)
35.7 109 
? à 4.5 109 ans. Etude de l’évolution planétaire. 
Uranium-thorium-plomb (U/Th/Pb)
U238 : 4.47 109
U235 : 7.03 108
Th232 : 14.0 109
106 à 4.5 109 ans. Datation de formations géologiques.  
Déséquilibres famille de l’uranium
U238 : 4.47 109 
0. à 350 000 ans. Etude des niveaux marins, de la paléo-climatologie. Archéologie : datations des os et dents fossilisés. 
Traces de fission
U238 : fission spontanée 
106 à 2. 109 ans. Etude du volcanisme, de l’histoire thermique des roches, de la tectonique des plaques continentales.  
Thermoluminescence
rayonnements a, b, g
Dizaines d’années à 300 000 ans. Archéologie : céramiques, …Géologie : volcanisme récent. 
Résonance de Spin Electronique
électrons
103 à 2. 108 ans. Datations d’os fossiles, de bois, de silex, … carbonates, coraux. 
Potassium-Argon (K40/Ar40)
1.25 109 
Actuel à 4. 109 ans. Datation des roches. 
Argon 39 – Argon 40
2.69 102 
106 à 4.5. 109 ans. Etude de l’histoire thermique et tectonique d’une roche. 
Bérylium 10
1.5 106 
Indicateur des variations du rayonnement cosmique dans le passé.  
Aluminium 26
7.16 105 
Etude de la matière extraterrestre. 
Calcium 41
105 
Datation d’ossements entre 50 000 et 1 000 000 d’années. Relève du Carbone 14. 
Chlore 36
3.01 105 
104 à 3. 106 ans. Etude de l’érosion de croûte terrestre. Etude des eaux souterraines. 
Carbone 14
5.730 103 
40 000 puis 70 000 ans. Archéologie, hydrologie, climatologie, géologie récente, ...    
Silicium 32
2.69 102 
100 à 1000 ans. Glaciologie, hydrologie. 
Argon 39
102 
100 à 1000 ans. Glaciologie, océanographie hydrogéologique. 
Plomb 210
20.4 
20 à 150 ans. Datation des glaces. Etude de la haute atmosphère. 
 
  
Tritium, tritium-hélium 3 
  
12.43 
1 à 35 ans. Datation des glaces. Climatologie polaire. Etudes océanographiques. 
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Mitra
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MessagePosté le: Ven 28 Jan - 00:29 (2011)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Allez on va essayer de s'attaquaer à la methode du C 14 dans des termes abordables pour des non physiciens comme moi Mr. Green

Le C14 ou carbone 14 est une methode de datation nucléaire, qui est donc fondée sur les lois régissant les phénomènes de radio activité.

les organismes vivants (la matière organique : animaux, végétaux) assimilent le gaz carbonique contenu dans l’atmosphère et ce gaz carbonique contient, en très faible proportion, un isotope radioactif du carbone : le carbone 14

Le carbone 14 (ou C14), cet isotope radioactif du carbone comporte dans son noyau 6 protons et 8 neutrons (soit 14 nucléons)

Le principe à retenir: Lorsque l’organisme vivant meurt, l’échange avec le milieu ambiant cesse, et il n’y a plus d’apport de gaz carbonique atmosphérique dans cet organisme. Par conséquent, la quantité de carbone 14 contenue dans les tissus organiques décroît de manière exponentielle avec le temps. En comparant la radioactivité d’un échantillon d’un organisme animal ou végétal mort à la radioactivité du carbone atmosphérique on déduit l’âge de cet échantillon défini comme le temps écoulé depuis sa mort.

Après il existe différent appareil complexe et méthode pour calculer le nombre de C14 restant dans un echantillon.

le compteur proportionnel : là on etudie le carbone 14 sous une forme gazeuse. C’est ce gaz contenant le carbone 14 qui est introduit das le compteur. Ce dernier mesure l’activité du carbone 14 contenu dans le gaz c’est-à-dire qu’il compte le nombre de désintégrations des atomes de carbone 14.

le scintillateur liquide : sert à mesurer le carbone14 présent dans les molécules de benzène (C6H6) synthétisées à partir du traitement chimique de l’échantillon à dater.

le tandétron est un accélérateur de particules permettant de faire de la spectrométrie de masse, c’est-à-dire de mesurer la quantité relative de carbone 14 par rapport à celle du carbone 12. Pour ce faire l’échantillon à dater est transformé en graphite qui est une forme cristalline du carbone. Il est ensuite bombardé par un faisceau de césium qui  provoque l’éjection d’ions issus de l’échantillon-cible en graphite, dont le carbone 14. La spectrométrie de masse permet de séparer les ions carbone 14 des autres ions et de les compter.

Dans tous les cas ça implique que l'echantillon etudié soit detruit ce qui peut etre parfois génant selon les decouvertes !

Les limites de cette methode :

- Ne peut s'appliquer que sur des matières qui a un moment donné ont été vivante !

- la variation dans le passé de la concentration du carbone atmosphérique crée une marge d'erreur qui nécessite un calcul correctif .

- les modifications récentes de l’environnement : ère industrielle et nucléaire (charbon, pétrole, bombes nucléaires)

- contamination de l’échantillon à dater

- Le carbone 14 disparait completement au dela de 70 000 ans. Au dela de cette date aucune mesure n'est possible par cette méthode.


Ca reste néanmoins la méthode la plus connue et pouvant donner une datation absolue.


A suivre Mr. Green
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Sissi Of Mars


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MessagePosté le: Dim 22 Déc - 11:35 (2013)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Merci Mitra.
J'ai trouvé ce PDF qui reprend ton topic concernant les différentes méthodes de datation et notamment nucléaire.
http://storage.canalblog.com/74/05/571155/36389533.pdf

et un autre site qui répertorie à peu près les mêmes méthodes, mais peut être plus clairement pour des néophytes ... comme moi Wink
http://www.archeologiesenchantier.ens.fr/spip.php?article9
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vercetty


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MessagePosté le: Jeu 2 Jan - 16:36 (2014)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Je savais pas trop ou caser cette info:

Une campagne de crowfunding à été lancée pour effectuer des tests au beryllium 10 sur des roches laissées à l'air libre de divers sites "enigmatiques" :

http://www.indiegogo.com/projects/cosmogenic-dating-of-megaliths-at-puma-punku

La somme de base a été récoltée donc à priori ça se fera, dans un premier temps sur le site de Puma Punku.
Après d'après la description, si plus d'argent est levé ils pourraient faire des tests sur les pierre de parement des pyramides de Gizeh, les murs de Cusco, et Ollantaytambo au Péru.

Autant pour Puma Punku ça devrait être facile, autant je me demande bien comment ils vont convaincre les autorités Egyptienne pour Gizeh .. Neutral

A voir ..
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Mitra
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MessagePosté le: Jeu 2 Jan - 20:09 (2014)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

Pour Gizeh c'est même pas la peine d' y rever je crois  Laughing ... ça ne sera jamais autorisé.

Cependant pour Gizeh il ya des datations offcielles qui ont déjà été faite sur des mortiers (dont certains elements organiques inclus ont rendu cette datation possible) . Je m' y perds un peu avec les dates BP ou les C14 recalibrées mais globalement je les avais consulté et c'etait assez cohérant avec la date presumée de constructions des grandes pyramides et des datations des egyptologues de la IV eme dynastie.

Pour Puma Punku ça sera sans doute très intéressant. J'ai de nombreux doutes sur la chronologie pour l'instant retenue pour les sites de la civilisation Tiwanaku...

Sur ton article a la fin j'ai vu qu'ils voulaient le faire sur les megalithes ( moais) de l' Ile de paques également . Ca je peux leur faire economiser de l'argent par contre Laughing ... (ou alors mieux ils me le vire directement sur mon RIB Mr. Green ) ça sera entre 800 et 1200 apres JC - datation officielle d' Histoire secrete Mort de Rire . Je rembourse avec intérêt si la datation est différente ...
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Mitra
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MessagePosté le: Ven 3 Jan - 05:36 (2014)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations Répondre en citant

en fait c'est une datation cosmogenic qui permettrait de mesurer le temps qu'une surface de pierre serait restée exposé à l'air libre. Pour des gravures assez profonde comme à puma punku ça parait faisable


  Pour plus d'info (très technique...et en anglais Mr. Green ) sur cette technologie

 http://www.ldeo.columbia.edu/~peter/Resources/Seminar/readings/Kurz_Brook.pdf
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MessagePosté le: Aujourd’hui à 01:23 (2016)    Sujet du message: [Dossier] Methodes de datations

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