Le squelette de Tyrannosaurus rex, vieux de 67 millions d'années, connu sous le nom de Sue, est exposé à la gare Union le 7 juin. 2000, à Washington, D.C. Mark Wilson/Newsmakers/Getty Images Lorsque la paléontologue Mary Schweitzer a découvert des tissus mous dans un Tyrannosaure rex fossile, sa découverte a soulevé une question évidente :comment le tissu a-t-il pu survivre si longtemps ? L'os avait 68 millions d'années, et la sagesse conventionnelle sur la fossilisation est que tous les tissus mous, du sang au cerveau, se décompose. Seules les parties dures, comme des os et des dents, peuvent devenir des fossiles. Mais pour certaines personnes, la découverte a soulevé une question différente. Comment les scientifiques savent-ils que les ossements ont réellement 68 millions d'années ?
La connaissance actuelle des âges fossiles vient principalement de datation radiométrique , également connu sous le nom de datation radioactive. La datation radiométrique repose sur les propriétés de isotopes . Ce sont des éléments chimiques, comme le carbone ou l'uranium, qui sont identiques à l'exception d'une caractéristique clé - le nombre de neutrons dans leur noyau.
Les atomes peuvent avoir un nombre égal de protons et de neutrons. Si, cependant, il y a trop ou trop peu de neutrons, l'atome est instable, et il libère des particules jusqu'à ce que son noyau atteigne un état stable. Considérez le noyau comme une pyramide de blocs de construction. Si vous essayez d'ajouter des blocs supplémentaires à la pyramide latérale, ils peuvent rester sur place pendant un certain temps, mais ils finiront par tomber. La même chose est vraie si vous prenez un pâté de maisons de l'un des côtés de la pyramide, rendant le reste instable. Finalement, certains blocs peuvent tomber, en laissant un plus petit, structure plus stable.
Le résultat est comme une horloge radioactive qui tourne au fur et à mesure que les isotopes instables se désintègrent en des isotopes stables. Vous ne pouvez pas prédire quand un atome instable spécifique, ou parent , se désintégrera en un atome stable, ou la fille . Mais vous pouvez prédire combien de temps il faudra à un grand groupe d'atomes pour se désintégrer. Les éléments demi-vie est le temps qu'il faut pour que la moitié des atomes parents d'un échantillon deviennent des filles.
Pour lire l'heure sur cette horloge radioactive, les scientifiques utilisent un appareil appelé spectromètre de masse pour mesurer le nombre d'atomes parents et filles. Les rapport des parents aux filles peuvent dire au chercheur l'âge du spécimen. Plus il y a d'isotopes parents -- et moins il y a d'isotopes filles -- plus l'échantillon est jeune. La demi-vie de l'isotope mesuré détermine son utilité pour dater des échantillons très anciens. Une fois que tous les parents sont devenus des filles, il n'y a plus de base de comparaison entre les deux isotopes. Les scientifiques ne peuvent pas dire si l'horloge a baissé il y a quelques jours ou des millions d'années. Cela signifie que les isotopes avec une courte demi-vie ne fonctionneront pas pour dater les os de dinosaures.
La courte demi-vie n'est qu'une partie du problème lors de la datation des os de dinosaures - les chercheurs doivent également trouver suffisamment d'atomes parents et filles pour les mesurer. Lisez la suite pour voir ce qu'il faut pour dater un fossile et ce que les cendres volcaniques ont à voir avec cela.
Un aigle survole le Grand Canyon en Arizona, 5 avril 2007. Vous pouvez voir les couches de roche sédimentaire GABRIEL BOUYS/AFP/Getty Images La datation radiométrique la plus connue est la datation au carbone 14. C'est ce que les archéologues utilisent pour déterminer l'âge des artefacts fabriqués par l'homme. Mais la datation au carbone 14 ne fonctionnera pas sur les os de dinosaures. La demi-vie du carbone-14 n'est que de 5, 730 ans, la datation au carbone 14 n'est donc efficace que sur des échantillons inférieurs à 50, 000 ans. Os de dinosaures, d'autre part, ont des millions d'années - certains fossiles ont des milliards d'années. Pour déterminer l'âge de ces spécimens, les scientifiques ont besoin d'un isotope avec une très longue demi-vie. Certains des isotopes utilisés à cette fin sont uranium-238, uranium-235 et potassium-40 , dont chacun a une demi-vie de plus d'un million d'années.
Malheureusement, ces éléments n'existent pas dans les fossiles de dinosaures eux-mêmes. Chacun d'eux existe généralement dans igné Roche, ou roche faite de magma refroidi. Fossiles, cependant, forme dans sédimentaire roche - les sédiments recouvrent rapidement le corps d'un dinosaure, et les sédiments et les os se transforment progressivement en roche. Mais ce sédiment n'inclut généralement pas les isotopes nécessaires en quantités mesurables. Les fossiles ne peuvent pas se former dans la roche ignée qui contient généralement les isotopes. Les températures extrêmes du magma ne feraient que détruire les os.
Donc, pour déterminer l'âge des couches de roches sédimentaires, les chercheurs doivent d'abord trouver des couches voisines de la Terre qui comprennent des roches ignées, comme les cendres volcaniques. Ces couches sont comme des serre-livres - elles donnent un début et une fin à la période de temps où la roche sédimentaire s'est formée. En utilisant la datation radiométrique pour déterminer l'âge des supports , les chercheurs peuvent déterminer avec précision l'âge des couches sédimentaires entre elles.
En utilisant les idées de base du bracketing et de la datation radiométrique, les chercheurs ont déterminé l'âge des couches rocheuses partout dans le monde. Cette information a également aidé à déterminer l'âge de la Terre elle-même. Alors que les plus anciennes roches connues sur Terre ont environ 3,5 milliards d'années, des chercheurs ont trouvé des cristaux de zircon vieux de 4,3 milliards d'années [source :USGS]. Sur la base de l'analyse de ces échantillons, les scientifiques estiment que la Terre elle-même a environ 4,5 milliards d'années. En outre, les plus anciennes roches lunaires connues ont 4,5 milliards d'années. Puisque la Lune et la Terre se sont probablement formées en même temps, cela soutient l'idée actuelle de l'âge de la Terre.
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Autres méthodes de rencontresLa datation radiométrique n'est pas la seule méthode pour déterminer l'âge des roches. D'autres techniques incluent l'analyse des acides aminés et la mesure des changements dans le champ magnétique d'un objet. Les scientifiques ont également amélioré les mesures radiométriques standard. Par exemple, en utilisant un laser, les chercheurs peuvent mesurer les atomes parents et filles dans de très petites quantités de matière, permettant de déterminer l'âge de très petits échantillons [source :New Scientist].
Publié à l'origine :15 janvier 2008
