Connaître l'âge de la Terre, de l'homme, des volcans, des montagnes

De Nicolas Arnaud (UMR 5573 CNRS, Laboratoire de Dynamique de la Lithosphère (LDL). Groupe de Géochronologie)

Quel est l'âge du berceau de l'homme. La réponse n'a pas plus de 40 ans et s'affine constamment. L'antiquité puis le moyen-âge ont vu se succéder des estimations basées sur des concepts physiques simples ou sur les textes religieux. L'évêque Ussher, par exemple, estimait que l'âge de la terre, à partir de l'ancien testament, était de 3017 ans. Les 18e et 19e siècles ont vu se développer de nouveaux calculs qui accompagnaient la progression des idées et des techniques scientifiques. L'une des estimations les plus physiques, et qui a duré jusqu'au début de 20è siècle a été celle de Lord Kelvin. S'appuyant sur ses découvertes fondamentales concernant le refroidissement par conduction des corps métalliques, il estima que le transport de la chaleur terrestre à travers les roches devait produire son refroidissement progressif. En faisant l'hypothèse que la Terre était autrefois un océan magmatique à plusieurs milliers de degrés celsius , il estima donc le temps nécessaire à la Terre pour refroidir depuis cet état primordial jusqu'à sa température actuelle. Il calcula que l'âge de la Terre ne pouvait pas être supérieur à quelques centaines de milliers d'années sinon la Terre serait elle aurait été gelée ! Se faisant il donnait déjà 100 ordres de grandeur de plus que Ussher. Paradoxalement ce que Kelvin avait oublié c'est que la Terre refroidit, mais qu'elle est également sans cesse réchauffée par la désintégration des éléments radioactifs, celle-là même qui nous donne à présent le moyen d'en connaître l'âge ! Son calcul était donc une estimation bien inférieure à l'âge réel de la Terre, mais il ne pouvait pas le savoir...

Dès la découverte de la radioactivité, Rutherford (surtout connu pour la découverte des particules a et b) comprit le potentiel des systèmes naturellement radioactifs pour compter le passage du temps. Utilisant la désintégration de l'uranium en hélium il donna à la terre un âge de un million d'années. Bien sûr, il ne pouvait savoir que cet âge était encore une large sous-estimation de l'âge réel, liée à la perte continue de l'hélium produit qui s'échappe facilement des roches analysées. C'est toutefois avec ces mêmes idées que de Rutherford que toutes les estimations successives ont été faites, sur des systèmes plus robustes.

Dans les années 1950, l'utilisation de la désintégration du rubidium en strontium et du potassium en argon sur les plus vielles roches terrestres a montré qu'il n'existait pas à l'affleurement de qu'elles n'avaient pas plus de 3.5 milliards d'années. Est-ce là l'âge de notre planète ? Rien n'est moins sûr. Le jeu des processus géologiques(la Tectonique des Plaques) a en effet remodelé la surface tant de fois que les plus anciennes roches terrestre ont sans doute été ôtées à notre vue, voire recyclées en profondeur. Pour en être sûr il faut donc se tourner vers des corps qui devraient avoir le même âge que la terre mais qui n'aurait eu qu'une très courte histoire géologique : la réponse nous vient du ciel !

De la lune d'abord, formée en même temps que sa grande sœur, mais à l'histoire géologique figée au début de son histoire. Les missions Apollo nous ont rapporté suffisamment d'échantillons pour permettre de penser que les plus anciennes roches de notre satellite ont 4 Milliards d'années, au moins 500 millions d'années de plus que sur terre. Est-ce donc là l'âge des planètes du système et de la terre ? Pas tout à fait. Regardons à présent les corps les plus primitifs du système solaire : les petits corps, à l'histoire écourtée en raison de leur faible taille. Par chance, la terre dans son périple régulier, croise la route de certaines d'entre eux. Ces petits corps, il nous arrivent chaque jour, chaque seconde. La plupart disparaissent dans la haute atmosphère avant de toucher le sol : ce sont les étoiles filantes. Les plus gros, toutefois, arrivent au sol: ce sont les météorites. La datation de ces corps nous a fourni des âges de 5 Milliards d'années. Tel est l'âge de notre planète, la Terre a au moins 5 milliards d'années. La datation de ces corps nous a permis de donner un âge à notre planète : la Terre a au moins 5 milliards d'années.

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