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Concept
Datation par le potassium-argon
Résumé
La datation par le potassium-argon (ou K-Ar) est une méthode de datation radiométrique qui permet de déterminer l'âge d'un échantillon de roche par la mesure des concentrations relatives des isotopes et .
La méthode de datation K-Ar s'applique à une roche provenant de la solidification d'un magma entièrement dégazé, et repose sur l'hypothèse que cette roche ne contenait pas d'argon au moment de sa formation.
Une datation de la roche est possible quand l'un des minéraux la constituant contient du potassium, et que le minéral a piégé la totalité de l'argon formé lors de la désintégration du K.
Les minéraux sont alors datés en mesurant les concentrations de K et de Ar accumulés. Le dosage de K et de Ar nécessite l'emploi de techniques raffinées de spectrométrie de masse mises en œuvre dans des laboratoires spécialisés.
La période radioactive du K est de 1,25 milliard d'années ; la méthode permet ainsi de dater des roches couvrant la quasi-totalité des âges géologiques avec une bonne précision.
Les minéraux les mieux adaptés à cette méthode sont la biotite, la muscovite et les feldspaths. La datation par le potassium-argon permet de dater les minéraux des roches métamorphiques et des roches volcaniques. Elle est particulièrement précieuse en archéologie préhistorique, notamment en Afrique de l'Est où les niveaux de cendres volcaniques sont fréquents dans les sites archéologiques. Elle a notamment permis de dater les sites d'Olduvaï et les traces de pas de Laetoli.
Le potassium 40 est un isotope radioactif qui se désintègre suivant les modes de désintégration suivants :
λε =
λβ =
L'âge de l'échantillon est obtenu au moyen de la formule suivante :
avec
Lorsque le rapport isotopique , égal au rapport des concentrations d'argon 40 et de potassium 40, est suffisamment faible, la formule se simplifie en :
Pour que la datation par le potassium-argon soit valable, il faut s'assurer que :
l'argon 40 recueilli a bien pour unique origine la désintégration du potassium 40 contenu dans l'échantillon et non l'argon atmosphérique ;
l'échantillon n'a pas perdu d'argon radiogénique.
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