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Modèle CIC (Constant Initial Concentration)
L’hypothèse de base de ce modèle est que la concentration initiale de
210 Pbxs dans chaque
couche de sédiment est constante (Robbins et Eglington, 1975 in Miralles, 2004 ; Leaute,
2008 ; Laissaoui et al., 2008 ). En suivant le même raisonnement que pour le modèle CRS, on
calcule l’âge pour chaque horizon en utilisant les équations :
Où C(0) (Bq.kg
-1
) est l’activité du
210 Pb en excès en surface et C(x) l’activité du
210 Pb en
excès dans l’horizon x.
Le choix d’un modèle de datation au
210
Pb en excès repose sur la connaissance des facteurs
environnementaux qui contrôlent l’accumulation du plomb et sur une bonne évaluation des
profils en
210
Pb en excès du site étudié.
En pratique, la datation exacte d’une carotte sédimentaire au
210 Pb avec un de ces modèles
simples est possible seulement si les mécanismes de la sédimentation correspondent
majoritairement à une des hypothèses évoquées précédemment.
5.2.1.2. Radium -226
Dans des systèmes fermés, le
226
Ra (T 1/2 = 1600 ans) descendant du
230 Th (Fig. 4), est
normalement en équilibre radioactif avec l’
238 U, mais dans la région superficielle de la croûte
terrestre l’équilibre est plus rarement vérifié.
Les isotopes, (
214
Pb,
214
Bi), à vie très courte sont considérés à l’équilibre radioactif avec leur
antécédent
226
Ra ce qui permet le dosage de ce dernier.
5.2.2. Thorium-232 et ses descendants
Dans la nature, le thorium ne se trouve que dans un seul état d’oxydation : Th (IV).
Contrairement à l’uranium, il forme facilement des hydroxydes très peu solubles et stables
dans un grand domaine de pH (entre 2 et 6). Le thorium montre une remarquable capacité à
s’adsorber sur les argiles, les oxydes et la matière organique. Cette capacité croît avec le pH
(jusqu'à pH 6,5). Sa concentration dans la nature est généralement trop faible pour permettre
l’apparition des hydroxydes ; en revanche, ses propriétés facilitent son adsorption ou la coprécipitation avec des hydroxydes de fer se fixant à la phase particulaire. La variation de
concentration en ce radioélément dans les sédiments serait donc liée à celle des apports
détritiques (Rezzoug, 2005).
5.2.3. Potassium- 40
Le
40 K possède une proportion déterminée par rapport au
39 K, (0,0118 % du potassium total
est l’isotope
40 K). Il a une concentration quasi-constante grâce à sa longue période de demivie (1.25 Ma). Malgré le faible taux de désintégrations (11%), l’abondance supérieure du
potassium dans les matériaux terrestres (environ 10,6 fois plus que l’uranium en activité
massique), rend la contribution du potassium-40 comparable en termes d’émission gamma à
celles des produits de désintégration de l’uranium-238 ou du thorium-232 (Carrier, 2005).
Modèle CIC (Constant Initial Concentration)
L’hypothèse de base de ce modèle est que la concentration initiale de
210 Pbxs dans chaque
couche de sédiment est constante (Robbins et Eglington, 1975 in Miralles, 2004 ; Leaute,
2008 ; Laissaoui et al., 2008 ). En suivant le même raisonnement que pour le modèle CRS, on
calcule l’âge pour chaque horizon en utilisant les équations :
Où C(0) (Bq.kg
-1
) est l’activité du
210 Pb en excès en surface et C(x) l’activité du
210 Pb en
excès dans l’horizon x.
Le choix d’un modèle de datation au
210
Pb en excès repose sur la connaissance des facteurs
environnementaux qui contrôlent l’accumulation du plomb et sur une bonne évaluation des
profils en
210
Pb en excès du site étudié.
En pratique, la datation exacte d’une carotte sédimentaire au
210 Pb avec un de ces modèles
simples est possible seulement si les mécanismes de la sédimentation correspondent
majoritairement à une des hypothèses évoquées précédemment.
5.2.1.2. Radium -226
Dans des systèmes fermés, le
226
Ra (T 1/2 = 1600 ans) descendant du
230 Th (Fig. 4), est
normalement en équilibre radioactif avec l’
238 U, mais dans la région superficielle de la croûte
terrestre l’équilibre est plus rarement vérifié.
Les isotopes, (
214
Pb,
214
Bi), à vie très courte sont considérés à l’équilibre radioactif avec leur
antécédent
226
Ra ce qui permet le dosage de ce dernier.
5.2.2. Thorium-232 et ses descendants
Dans la nature, le thorium ne se trouve que dans un seul état d’oxydation : Th (IV).
Contrairement à l’uranium, il forme facilement des hydroxydes très peu solubles et stables
dans un grand domaine de pH (entre 2 et 6). Le thorium montre une remarquable capacité à
s’adsorber sur les argiles, les oxydes et la matière organique. Cette capacité croît avec le pH
(jusqu'à pH 6,5). Sa concentration dans la nature est généralement trop faible pour permettre
l’apparition des hydroxydes ; en revanche, ses propriétés facilitent son adsorption ou la coprécipitation avec des hydroxydes de fer se fixant à la phase particulaire. La variation de
concentration en ce radioélément dans les sédiments serait donc liée à celle des apports
détritiques (Rezzoug, 2005).
5.2.3. Potassium- 40
Le
40 K possède une proportion déterminée par rapport au
39 K, (0,0118 % du potassium total
est l’isotope
40 K). Il a une concentration quasi-constante grâce à sa longue période de demivie (1.25 Ma). Malgré le faible taux de désintégrations (11%), l’abondance supérieure du
potassium dans les matériaux terrestres (environ 10,6 fois plus que l’uranium en activité
massique), rend la contribution du potassium-40 comparable en termes d’émission gamma à
celles des produits de désintégration de l’uranium-238 ou du thorium-232 (Carrier, 2005).