Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone qui se forme dans la stratosphère terrestre lorsque les neutrons des rayons cosmiques bombardent l'azote - 14 présent dans ces couches supérieures de l'atmosphère :
717N+ 01n → 614Ç+ 11H
Comme son symbole ci-dessus le montre, son nombre de masse (la quantité de protons et de neutrons dans le noyau) est égal à 14.
Il finit par entrer dans le cycle naturel du carbone, car il réagit avec l'oxygène de l'air, formant du dioxyde de carbone (CO2). Ce gaz est ensuite incorporé par tous les êtres végétaux et animaux. Les légumes effectuent le processus de photosynthèse, dans lequel ils absorbent le dioxyde de carbone avec du carbone 14. Les humains et les animaux herbivores, quant à eux, se nourrissent de ces plantes et incorporent également du carbone 14. Pendant ce temps, les carnivores se nourrissent d'animaux herbivores et, finalement, il finit par être assimilé par tous les êtres vivants de tous les niveaux trophiques.
La quantité de carbone 14 présente dans l'atmosphère est constante, étant égale à environ 14 dpm. g
-1, ceci parce que la vitesse avec laquelle cet élément se forme est la même vitesse avec laquelle il se désagrège.Les organismes végétaux et animaux absorbent le carbone 14 tout au long de leur vie, et sa concentration va augmentant jusqu'à ce que l'équilibre mentionné ci-dessus soit établi et que la quantité massique de carbone 14 devienne égale à celle présente dans le atmosphère. Cependant, lorsque la plante, l'être humain ou l'animal meurt, le carbone n'est plus absorbé et se désintègre tout simplement.
Dans cet esprit, les scientifiques utilisent le carbone 14 pour déterminer l'âge des fossiles d'animaux et de plantes ou de tout objet qui en est un sous-produit, comme un morceau de bois ou de tissu.
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La technique de datation au carbone 14 est utilisée pour déterminer l'âge d'un fossile comme indiqué ci-dessus.
Pour cela, le période de demi-vie ou période de semi-désintégration de carbone 14, c'est-à-dire le temps qu'il faut à la moitié de ses noyaux radioactifs pour se désintégrer, c'est-à-dire le temps qu'il faudra pour que l'échantillon de matière radioactive soit réduit de moitié. La demi-vie du carbone 14 est d'environ 5730 ans :
Courbe de désintégration radioactive du carbone 14
Alors, considérons un exemple pour voir comment déterminer l'âge des fossiles. Disons qu'un fossile d'un animal est trouvé et, après analyse, il s'avère avoir une teneur en carbone 14 de 1,25 ppb. Il contient donc 12,5 % de la teneur en carbone des êtres vivants. Cela signifie que l'animal en question est mort et que depuis lors, le carbone 14 a accompli trois demi-vies, ce qui donne un total de17 190 ans.C'est l'âge du fossile !
La technique de datation au carbone 14 ne peut être appliquée en toute sécurité qu'à des objets âgés de 100 à 40 000 ans. Dans le cas de datations d'objets d'environ 100 ans, la quantité de rayonnement émis aura diminuant très peu, et dans le cas d'objets de plus de 40 000 ans, le rayonnement émis sera pratiquement égal à zéro.
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Qu'est-ce que le carbone 14? »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-carbono-14.htm. Consulté le 28 juin 2021.
