Comment dater une roche de plusieurs milliards d’années ?
Certains atomes se transforment à un rythme connu. En mesurant leurs proportions dans les minéraux, les géologues remontent le temps — à condition de comprendre quelle étape de l’histoire de la roche ils datent.
- Ce que l’on observe
- La texture d’un échantillon réel et ses différents constituants minéraux.
- Ce que l’on mesure ensuite
- Des rapports isotopiques dans des zones choisies, au moyen d’instruments de laboratoire.
- Ce que l’on cherche à dater
- Un événement géologique : formation d’un minéral ou transformation ultérieure, selon les indices disponibles.
Des atomes qui gardent le temps
Une roche ne porte pas sa date de naissance. Mais certains de ses minéraux contiennent des isotopes radioactifs : des variantes d’un élément dont les noyaux se transforment spontanément. L’uranium 238 conduit ainsi, par une chaîne de désintégrations, au plomb 206. Ce rythme connu fournit une horloge naturelle. [1]
Sa demi-vie est d’environ 4,5 milliards d’années. Après cette durée, la moitié des noyaux d’uranium 238 présents au départ subsiste ; après deux demi-vies, il en reste un quart. C’est une loi statistique pour une population d’atomes, pas un compte à rebours individuel. Les instruments mesurent les proportions isotopiques : le calcul relie ces mesures au temps écoulé. [1]
Le carbone 14 possède une demi-vie de seulement 5 730 ans. Utile pour des matières organiques relativement récentes, il ne permet pas de dater une roche de plusieurs milliards d’années. Il faut choisir une horloge adaptée à la durée recherchée. [1]
Dater un minéral, comprendre un événement
La difficulté ne se résume pas à mesurer beaucoup de décimales. Il faut comprendre les conditions de départ et vérifier si les éléments mesurés sont restés dans le système étudié. Une transformation ultérieure peut modifier l’enregistrement. Un âge minéral doit donc être rattaché à un événement géologique. [2]
Teghaza 001 l’illustre : la roche a cristallisé à partir d’un magma, puis connu un refroidissement, des réactions avec des fluides et un choc. Ces étapes n’ont pas nécessairement laissé la même signature dans chaque minéral. Les textures et la chimie aident les chercheurs à remettre les événements dans l’ordre. [2]
Croiser les horloges
L’équipe a analysé l’uranium et le plomb de plusieurs zircons, de minuscules cristaux présents dans la météorite. Elle a aussi utilisé le couple rubidium-strontium dans différents minéraux. Cette seconde méthode mesure des grains directement sur une petite coupe, ce qui préserve une grande partie du précieux échantillon. [2][3]
L’âge moyen uranium-plomb retenu est de 4 114 ± 17 millions d’années. Autrement dit, les mesures des proportions d’uranium et de plomb dans les zircons conduisent à un âge moyen d’environ 4,114 milliards d’années. Le signe « ± » indique l’incertitude associée : 17 millions d’années de part et d’autre de cette valeur, soit de 4 097 à 4 131 millions d’années. Cette marge, donnée par les auteurs à deux erreurs standard, exprime une incertitude de mesure ; elle ne constitue pas une garantie que l’âge réel se trouve dans cet intervalle et ne suffit pas à dire quel événement a été daté. Le rubidium-strontium livre un âge compatible, mais moins précis. Les chercheurs comparent ces résultats avec les indices d’altération et de choc, plutôt que de choisir simplement le nombre le plus ancien. [2]
Pourquoi écrire « au moins 4,1 milliards d’années » ?
Les auteurs rattachent les âges voisins de 4,1 milliards d’années à une altération hydrothermale : des réactions avec des fluides chauds, survenues après la cristallisation initiale. La roche existait donc déjà à cette époque. Cet événement fournit un âge minimal de formation, et non un anniversaire exact de sa naissance. [2][3]
Il ne date pas non plus l’impact qui l’a arrachée à Mars, son arrivée sur Terre ou sa découverte en 2022. Dater une météorite consiste à reconstruire une histoire : les mesures donnent des repères, et la géologie permet de comprendre ce qu’ils racontent. [2][3]