Après sept ans de travail et l'utilisation de 15 000 échantillons provenant de diverses sources, de nouvelles courbes d'étalonnage plus précises ont été dessinées afin de permettre une datation plus fine d'objets vieux de 55 000 ans.
Les mesures au radiocarbone des cernes des arbres fournissent des données importantes à une résolution annuelle pour certaines des courbes d'étalonnage IntCal20. Photo Ronny Friedrich
Développée pour la première fois par le prix Nobel Willard Libby en 1949, la datation au radiocarbone est l'un des outils les plus puissants pour les archéologues et les géoscientifiques, leur permettant de dater directement des objets vieux de dizaines de milliers d'années.
La technique est basée sur le fait que l'atmosphère terrestre est constamment bombardée par des rayons cosmiques, dont certains entrent en collision avec des atomes d'azote et les convertissent en isotope radioactif carbone-14. En plus d'être radioactif, le carbone-14 est exactement le même que l'isotope beaucoup plus commun et stable qu'est le carbone-12, et est absorbé presque exactement de la même manière par les plantes et les animaux vivants.
Cela signifie, théoriquement, que le rapport entre les deux isotopes reste constant. Lorsqu'une plante ou un animal meurt, il cesse d'absorber le carbone et le rapport entre le carbone 12 et le carbone 14 commence à changer lentement.
Comme tous les éléments radioactifs, le carbone 14 se désintègre à un taux constant avec une demi-vie d'environ 5 730 ans. Donc tous les 5 730 ans, il y aura deux fois moins de carbone 14 dans les restes qu'au moment où la plante ou l'animal est mort.
Cela signifie que si l'on peut mesurer ce changement dans le rapport, cela peut agir comme une horloge radioactive, révélant l'âge d'un objet qui a été fabriqué à partir de ces restes.
Au fil des décennies, la technique a été affinée en introduisant des éléments tels que la concentration isotopique, la spectrométrie de masse et la datation par accélérateur de particules, ce qui permet aux scientifiques de dater des échantillons qui sont passés de 15 g à quelques milligrammes et qui ont des milliers d'années.
Cependant, le rapport du carbone 14 au carbone 12 n'est pas constant dans toute l'atmosphère ni dans le temps.
Les changements dans l'activité solaire modifient la génération de carbone-14 en modifiant le nombre de rayons cosmiques qui atteignent la Terre; de plus, les volcans peuvent rejeter de grandes quantités de carbone-12 dans l'atmosphère, et les plantes absorbent les isotopes différemment dans la photosynthèse.
Enfin, la révolution industrielle a mis plus de carbone fossile dans l'environnement, et, entre les années 40 et 80, les essais d'armes nucléaires atmosphériques ont augmenté les niveaux de carbone 14.
En raison de ces facteurs, ainsi que d'autres, les niveaux d'isotopes varient entre les hémisphères nord et sud et dans les niveaux peu profonds des océans, ainsi que dans le temps.
Pour compenser cela, les scientifiques ont utilisé un certain nombre de méthodes de datation différentes pour produire des courbes d'étalonnage.
La première a été de comparer les dates au radiocarbone des tombes égyptiennes avec les règnes des pharaons, qui ont été soigneusement enregistrés.
Ensuite, la dendrochronologie ou la datation des anneaux des troncs d'arbre a été utilisée pour compter les anneaux de croissance dans des blocs de bois d'un certain âge. Une chronologie flottante permet de remonter à des milliers d'années lorsque les motifs d'anneaux sont mis en correspondance avec différents objets.
Lorsqu'il a été découvert que les cernes des arbres cessaient d'absorber du carbone lorsque les arbres arrêtaient de pousser, les scientifiques avaient un échantillon auto-étalonné qui pouvait être réduit à une seule année grâce à la possibilité d'utiliser de très petits échantillons.
Cela rendait la datation au radiocarbone pratique, mais cela laissait encore une large marge d'erreur qui pouvait positionner des dates dans une marge de quelques siècles.
Pour corriger cela, une équipe internationale comprenant des scientifiques des universités de Belfast, Sheffield, Bristol, Glasgow, Oxford, St.Andrews et Historic England a non seulement examiné 15000 échantillons de chronologies de cernes flottantes, mais également des sédiments lacustres et marins, des dépôts dans des grottes comme les stalagmites combinés avec la datation uranium / thorium, et les coraux. LE but étant de créer des courbes d'étalonnage plus précises pour les deux hémisphères ainsi que pour les environnements marins peu profonds.
Enfin, une analyse statistique a été utilisée pour affiner les courbes.
Appelé IntCal, le projet de sept ans a produit trois courbes de datation au radiocarbone recalibrées: une pour l'hémisphère nord, une pour le sud et une pour le milieu marin.
Chacune remonte à 55 000 ans avec un seul écart type au cours des époques successives. Celles-ci sont conçues pour aider non seulement les archéologues, mais aussi les géoscientifiques du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) à en savoir plus sur les événements climatiques passés et pour les personnes chargées de la préservation et de la restauration des sites historiques.
«Une datation au radiocarbone de haute précision permet au public de profiter de l'environnement historique et permet une meilleure préservation et protection», a déclaré le professeur Alex Bayliss, responsable des rencontres scientifiques à Historic England, «Les nouvelles courbes ont des implications internationales importantes pour la méthodologie archéologique, et pour les pratiques de conservation et de compréhension du patrimoine bâti en bois. "
La recherche a été publiée dans Radiocarbon: "THE INTCAL20 NORTHERN HEMISPHERE RADIOCARBON AGE CALIBRATION CURVE (0–55 CAL kBP)"
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