Géochimie isotopique

La géologie isotopique est une branche de la géologie, apparentée à la géochimie, qui exploite l'étude des isotopes stables et radioactifs présents sur Terre pour en étudier la composition et les variations au cours des temps géologiques. À l'origine, la géologie isotopique a consisté à utiliser les connaissances concernant la radioactivité afin de dater des roches et des minéraux. Cette discipline, au carrefour de la géologie et de la physique nucléaire, s'est surtout illustrée par ses méthodes de datation absolue. Elle a ensuite aidé à mieux comprendre la paléoclimatologie, les structures et la dynamique interne du globe. Avec les progrès techniques s'est développée l'étude des isotopes stables, qui a donné accès à l'étude fine des grands processus géologiques, avec à la clé la reconstitution de paléoenvironnements. L'outillage de base de la géologie isotopique est le spectromètre de masse et comme son nom l'indique cette technique géologique repose sur la mesure, grâce à cet outil, des différents isotopes des éléments chimiques présents dans les roches et dans les minéraux. Chaque élément chimique est défini par son nombre de protons Z appelé Numéro atomique ; c'est ce nombre qui détermine la case que cet élément occupe dans le tableau périodique de Mendeleïev. Dans cette case, il peut exister plusieurs isotopes du même élément qui différent alors par leur nombre de neutrons. Certains isotopes sont stables, d'autres ne le sont pas et donnent, après une émission radioactive, naissance à un autre élément qui peut être lui-même sous la forme d'un isotope instable ou radioactif. Lorsque nous reportons sur un repère graphique, repère dont l'axe des abscisses représente le nombre de neutrons (N) et l'axe des ordonnées le nombre des protons (Z) de tous les isotopes connus, nous nous apercevons que tous les isotopes stables sont regroupés autour d'une courbe nommée "vallée de stabilité" située en dessous de la droite Z = N. Toutes les radioactivités corpusculaires tendent à faire revenir vers cette vallée les éléments qui les émettent, vallée qui correspond au minimum des énergies d'assemblage nucléaire.