Le suaire de Turin

Cette section explique ce qu'est le suaire de Turin, son histoire et les résultats d'une datation au carbone 14.

Qu'est-ce que le suaire de Turin?

• Le suaire de Turin est un grand drap sur lequel on peut distinguer l'image d'un homme barbu, aux cheveux mi-longs et présentant des blessures caractéristiques au visage, aux poignets, aux pieds.

• Ce linceul est conservé depuis le 16e siècle dans la cathédrale de Turin et a longtemps été vénéré comme une relique. Il s'agirait en effet du drap dans lequel aurait été enveloppé le Christ après la crucifixion.

Résultats d'une datation au carbone 14

• En 1988, une datation au carbone 14 a rendu son verdict : le suaire ne serait âgé que de 700 ans et il aurait donc été confectionné au Moyen-Âge.

• Bien qu'elle ait été demandée par le Vatican et parfaitement acceptée par l'église catholique, cette analyse a évidemment fait couler beaucoup d'encre et quelques irréductibles en contestent encore la validité.

La datation au carbone 14

Cette section explique les principes physiques qui se cachent derrière la datation au carbone 14 et illustre cela avec quelques-unes de ses utilisations les plus célèbres en archéologie.

Les atomes

• Les atomes sont faits de protons et de neutrons qui forment le noyau atomique et autour duquel on trouve des électrons.

• Dans l'état de base, le nombre d'électrons est égal au nombre de protons et c'est lui qui détermine la nature chimique de l'atome.

Les isotopes

• Il peut exister plusieurs variantes d'un même élément, on appelle cela les isotopes de cet élément.

• Pour distinguer ces différents isotopes, on leur attribue un numéro qui est la somme du nombre de protons et de neutrons.

La datation au carbone 14

• La datation au carbone 14 permet de dater des objets organiques jusqu'à environ 50 000 ans.

• Cette technique repose sur la mesure du taux résiduel en carbone 14 dans l'objet à dater par rapport à celui présent dans l'atmosphère lorsqu'il a été créé.

• Cette méthode a été utilisée pour dater des fossiles, des peintures rupestres ou encore pour étudier les migrations humaines.

Les isotopes et la radioactivité

Dans cette section, nous allons parler des isotopes et de la radioactivité. Nous allons voir comment les noyaux instables se transforment en d'autres éléments et comment cela peut causer des dommages.

Les isotopes

• Pour chaque élément du tableau périodique, il existe plusieurs isotopes possibles.

• Seuls quelques-uns existent en pratique et la plupart sont instables.

• L'hélium 3 et l'hélium 4 sont stables, mais les autres isotopes de l'hélium sont instables.

• L'oxygène 16 est stable, mais l'oxygène 15 est instable.

La désintégration radioactive

• Les noyaux instables ne disparaissent pas ou n'explosent pas en morceaux, ils se transforment simplement en d'autres éléments.

• Ces transformations ne sont pas toujours immédiates. Il y a une décroissance exponentielle qui caractérise le rythme de cette décroissance.

• La demi-vie de l'isotope est le temps qu'il faut pour que la moitié du tas initial ait disparu.

Les dangers de la radioactivité

• Chaque fois qu'il y a une transformation de ce type, les particules et les rayonnements qui sont émis peuvent causer des dommages aux matériaux et aux cellules vivantes.

• C'est ce qu'on appelle la radioactivité, et on parle donc de désintégration radioactive.

Introduction à la physique nucléaire

Dans cette section, nous allons parler de l'introduction à la physique nucléaire. Nous allons voir comment les atomes sont constitués et comment ils interagissent entre eux.

Les atomes

• Les atomes sont constitués d'un noyau central chargé positivement entouré d'électrons chargés négativement.

• Le nombre de protons dans le noyau détermine l'élément chimique auquel appartient l'atome.

• Les électrons se répartissent sur plusieurs couches autour du noyau.

L'interaction entre les atomes

• Les atomes peuvent interagir entre eux en partageant ou en échangeant des électrons.

• Cette interaction peut former des molécules ou des cristaux.

• Les forces électromagnétiques sont responsables de ces interactions.

La désintégration radioactive

Dans cette section, nous allons apprendre que la désintégration radioactive est un phénomène aléatoire et imprévisible. Nous allons également comprendre comment quantifier le rythme des désintégrations radioactives à l'aide de la demi-vie.

La nature aléatoire de la désintégration radioactive

• La désintégration radioactive est un phénomène aléatoire.

• Les noyaux instables ne se désintègrent pas après avoir atteint un certain âge.

• Chaque noyau a une certaine probabilité de se désintégrer à chaque instant qui passe.

• Le caractère aléatoire peut être compris comme un phénomène d'effet tunnel.

Quantification du rythme des désintégrations radioactives

• Le rythme des désintégrations radioactives est quantifié à l'aide de la demi-vie.

• La demi-vie est le temps qu'il faut pour que la moitié des noyaux se soient désintégrés.

• La demi-vie dépend de l'isotope et peut varier considérablement d'un isotope à l'autre.

• Le carbone 14 a une demi-vie de 5730 ans, ce qui signifie que sa quantité diminue exponentiellement avec le temps.

Conclusion

La désintégration radioactive est un phénomène aléatoire et imprévisible, mais son rythme peut être quantifié à l'aide de la demi-vie. La demi-vie varie considérablement d'un isotope à l'autre, ce qui permet de les distinguer et de les utiliser pour des applications telles que la datation au carbone 14.

La datation au carbone 14

Cette section explique comment fonctionne la datation au carbone 14 et comment le taux de carbone 14 est produit en permanence dans l'atmosphère.

Production du carbone 14

• Le carbone 14 est produit en permanence dans l'atmosphère par les rayons cosmiques qui frappent les molécules de l'air et transforment certains noyaux d'azote en carbone 14.

• Ce carbone se retrouve ensuite rapidement lié à de l'oxygène et forme une molécule de CO2 qui vient se mêler aux autres molécules de CO2 de l'atmosphère.

Taux constant chez les êtres vivants

• Le taux de carbone 14 dans le CO2 de l'atmosphère reste à peu près constant, c'est un taux très faible : 10 puissance moins 12, ce qui veut dire que seulement un atome de carbone sur mille milliards est un atome de carbone 14.

• Chez les êtres vivants, le taux de carbone 14 est essentiellement constant et connu tant qu'ils sont vivants. Il ne se met à décroître que quand ils meurent.

• Au total on peut donc dire que globalement chez les êtres vivants, le taux de carbone 14 est essentiellement constant et connu, tant qu'ils sont vivants, et il ne se met à décroître que quand ils meurent.

Datation au carbone 14

• La datation au carbone 14 permet de savoir depuis combien de temps la matière qui compose un objet n'est plus vivante.

• Elle fonctionne pour les peaux animales, le bois, les fibres textiles végétales, éventuellement les os ou les coquillages.

La datation au carbone 14

Dans cette section, nous allons apprendre les principes de base de la datation au carbone 14 et ses limites.

Les principes de base

• Pour dater un objet, on mesure le taux de carbone 14 dans l'échantillon et on le compare avec le taux atmosphérique actuel.

• Plus le taux est faible, plus l'objet est vieux. Par exemple, un échantillon avec un taux égal à 80% du taux atmosphérique date d'environ 2000 ans.

• Si le taux est seulement de 30%, l'objet date d'environ 10 000 ans. Si c'est seulement 10%, il date d'environ 20 000 ans.

Les limites

• Le carbone 14 ne peut pas être utilisé pour dater des objets qui ne contiennent pas de carbone biologique comme une épée en bronze ou un diamant.

• La mesure du taux de carbone 14 nécessite une grande précision et doit être effectuée sur un échantillon assez gros pendant plusieurs jours.

• La méthode ne fonctionne pas pour les objets trop vieux (plusieurs dizaines de milliers d'années).

Les méthodes de mesure

• On peut mesurer la quantité de carbone 14 dans un échantillon en mesurant son activité radioactive. Plus il y a de radioactivité, plus il y a de carbone 14.

• La spectrométrie de masse est une autre méthode qui permet de compter les atomes de carbone en les triant par masse. Le carbone 14 étant plus lourd que le carbone 12, il peut être séparé et compté indépendamment.

• La spectrométrie de masse permet d'utiliser des échantillons beaucoup plus petits (moins d'un gramme).

La datation au carbone 14 est une méthode importante pour la datation des objets archéologiques et géologiques. Cependant, elle a ses limites et doit être utilisée avec précaution.

La datation au carbone 14

Cette section explique les principes de la datation au carbone 14 et les limites de cette technique.

Principe de la datation au carbone 14

• Le carbone 14 ne représente qu'un atome sur mille milliards dans l'atmosphère.

• Il en reste un atome de carbone 14 pour un million de milliards d'atomes.

• Au-delà de 50 000 ans, les techniques de datation au carbone 14 ne sont plus applicables.

Limitations et difficultés

• Les hydrocarbures fossiles ne contiennent plus du tout de carbone 14.

• Le risque de contamination peut biaiser les mesures.

• Le taux de carbone 14 dans les organismes vivants n'est pas toujours exactement égal à celui de l'atmosphère, ce qui nécessite des corrections à appliquer.

• Le taux de carbone 14 a très légèrement varié au cours des siècles, ce qui peut fausser les estimations. Des courbes permettent cependant d'y remédier.

Conclusion

La datation au carbone 14 est une technique utile pour dater des objets relativement récents mais elle présente des limites et des difficultés qu'il faut prendre en compte.

Les défis de la datation au carbone 14

Dans cette section, nous allons découvrir les difficultés liées à la datation au carbone 14.

Les effets perturbateurs sur le taux de carbone 14

• Les énergies fossiles brûlées rejettent du CO2 dans l'atmosphère, ce qui diminue le taux de carbone 14 atmosphérique.

• Les bombes nucléaires ont augmenté le taux de carbone 14 dans l'atmosphère jusqu'en 1963.

• Le décalage entre la variation du taux de carbone 14 dans l'atmosphère et dans l'océan complique encore les calibrations.

La technique de datation au carbone 14

• La technique a été imaginée par Willard Libby en utilisant des vestiges archéologiques dont on connaissait déjà la date pour valider sa précision.

• Les manuscrits de la Mer Morte ont été datés grâce à cette technique, révélant que certains d'entre eux ont été écrits plus de mille ans avant le plus ancien manuscrit connu auparavant.

Évolution des textes religieux et datation de la carte du Vinland

Dans cette section, nous allons explorer comment les textes religieux ont évolué au fil des siècles et comment la datation de la carte du Vinland a été réalisée.

Évolution des textes religieux

• Les textes religieux ont évolué au cours des siècles.

• La paléographie est l'étude des écritures manuscrites anciennes.

• La méthode de la paléographie a donné des résultats similaires à ceux obtenus par le carbone 14 pour estimer l'âge des parchemins.

Datation de la carte du Vinland

• La carte du Vinland représente supposément le monde connu aux environs du 13ème siècle.

• On pense que le territoire nommé "Vinland" sur la carte correspond au Nord de l'Amérique exploré par Leif Erikson.

• Des analyses menées sur le parchemin ont permis de dater celui-ci entre 1423 et 1445, donc clairement avant Christophe Colomb.

• L'encre utilisée pour tracer la carte contient du dioxyde de titane, un composé qu'on ne sait fabriquer que depuis 1920, ce qui jette un sérieux doute sur l'authenticité de la carte.

Datation de manuscrits et d'objets anciens

Dans cette section, nous allons parler de la datation des manuscrits et des objets anciens. Nous allons aborder le cas du manuscrit Voynich, un livre écrit dans un code que personne n'a encore réussi à déchiffrer, ainsi que l'évangile de Judas, un manuscrit en papyrus présentant un évangile attribué à Judas Iscariote. Nous allons également discuter de la méthode du carbone 14 pour dater les objets anciens.

Le manuscrit Voynich

• Le fameux manuscrit Voynich est un livre écrit dans un code que personne n'a encore réussi à déchiffrer.

• Il aurait été écrit entre 1404 et 1438.

L'évangile de Judas

• L'évangile de Judas est un manuscrit en papyrus présentant un évangile attribué à Judas Iscariote, l'apôtre qui a trahi Jésus.

• C'est ce qu'on appelle un évangile apocryphe, c'est-à-dire qu'il n'est pas reconnu par l'église catholique.

• On a pu analyser ce manuscrit au carbone 14 et il date du 3ème siècle après Jésus-Christ.

La méthode du carbone 14

• Le carbone 14 est une méthode utilisée pour dater les objets anciens.

• En 2010, une étude d'envergure a permis de réviser et d'ajuster toute la chronologie de l'Égypte ancienne en se basant sur cette méthode.

• La méthode est si efficace qu'elle permet de venir compléter voire réviser certaines estimations archéologiques.

Datation des pharaons

• Pour établir une chronologie des pharaons, on se base en général sur des textes écrits.

• Les scribes avaient une fâcheuse tendance à rebooter les dates chaque fois qu'il y avait un nouveau pharaon, on comptait les années à partir du début du règne du souverain.

• Il n'est pas évident de positionner le tout sur un calendrier absolu et d'attribuer des années précises aux différents règnes.

Le cas du pharaon Khéops

• On pense que son règne a duré entre 25 et 45 ans et que c'était quelque part au 26ème siècle avant notre ère donc entre moins 2600 et moins 2500.

• D'après la chronologie établie par l'égyptologue Ian Shaw son règne aurait commencé en moins 2589 mais d'après la chronologie d'Erik Hornung ce serait plutôt moins 2509, ça fait 80 ans de différence quand même.

• Une nouvelle théorie a été proposée en se basant sur l'orientation de la pyramide de Khéops par rapport aux points cardinaux.

Les incertitudes sur les dates des pharaons

Dans cette section, l'orateur explique que les dates de règne des pharaons sont souvent incertaines, surtout pour les plus anciennes dynasties. Il présente ensuite une étude menée en 2010 qui a tenté de résoudre ce problème en utilisant une méthode prenant en compte à la fois les données archéologiques et de nouvelles mesures au carbone 14.

L'étude de 2010

• Une grande étude menée en 2010 a essayé de mettre tout le monde d'accord sur les dates des pharaons.

• L'étude a utilisé une méthode prenant en compte à la fois les données archéologiques et de nouvelles mesures au carbone 14.

• Les auteurs ont choisi d'utiliser préférentiellement des graines et des textiles pour avoir des estimations plus précises.

• L'étude a fourni une estimation de la date de début de règne d'une quarantaine de pharaons couvrant une période allant du début de l'ancien empire à la fin du nouvel empire.

Résultats

• Les résultats sont présentés sous forme graphique avec une courbe représentant la distribution de probabilité du début du règne calculée par l'étude.

• Pour chaque souverain, on voit une petite barre rouge qui indique l'estimation de début de règne d'après l'égyptologue Ian Shaw, en bleu d'après Erik Hornung et en vert d'après la théorie sur l'orientation des pyramides.

• La date la plus probable est au pic de la courbe et la largeur de la courbe mesure en gros l'incertitude.

Exemple avec Khéops

• L'estimation de l'étude colle très bien avec la chronologie rouge celle de Ian Shaw pour Khéops.

Chronologie absolue et datation radiométrique

Dans cette vidéo, nous allons découvrir comment les scientifiques utilisent la datation radiométrique pour établir une chronologie absolue de l'histoire de la Terre. Nous verrons également les limites de cette méthode et comment d'autres techniques peuvent être utilisées pour dater des objets plus anciens.

La datation radiométrique

• Les souverains du Moyen Empire ont été datés grâce à la datation radiométrique.

• Les courbes sont plus resserrées pour le Nouvel Empire, ce qui permet une meilleure précision dans la datation.

• Le carbone 14 a ses limites et ne peut pas dater des vestiges vieux de plus de 50 mille ans.

Avantages de la chronologie absolue

• Une chronologie absolue fiable permet une meilleure comparaison entre l'histoire de l'Égypte ancienne et celle des civilisations voisines comme la Mésopotamie.

• Elle permet également de recoller les deux chronologies de façon absolue.

Autres méthodes de datation

• La méthode du béryllium 10 est utilisée pour dater des sédiments.

• La méthode uranium/plomb a permis d'estimer l'âge du plus vieil objet terrestre connu, une roche de zircon vieille de 4,4 milliards d'années.

Conclusion

• La datation radiométrique est une méthode importante pour établir une chronologie absolue de l'histoire de la Terre, mais elle a ses limites.

• D'autres méthodes comme le béryllium 10 et l'uranium/plomb peuvent être utilisées pour dater des objets plus anciens.