PARTIE 4 | Histoire de la Terre et de l’Univers
est en contradiction avec les datations des composants des météorites qui montrent
que silicates et métaux condensent simultanément dans la nébuleuse. L’observation
des disques protoplanétaires semble aussi le confirmer.
Une autre hypothèse pourrait être que la Terre agglomère tous les composants
selon un mélange, puis la séparation des matériaux par densité intervient ensuite.
Cette hypothèse semble en contradiction avec les datations de certaines météorites
purement silicatées, qui montrent que les embryons de planètes auxquels elles ont
appartenu avant d’être éjectées auraient possédé un noyau métallique et un manteau
silicaté dans les premiers millions d’années de la formation du système solaire,
c’est-à-dire avant la fin de l’accrétion planétaire.
Les scénarios actuels de différenciation terrestre semblent donc favoriser une
ségrégation des couches contemporaine de l’accrétion des planètes pouvant éventuellement continuer ensuite. Pour résumer, tout se passe en même temps au sein
de la nébuleuse solaire dans les 50 premiers millions d’années de son histoire.
Il est donc clair que les matériaux formant les embryons planétaires puis les
planètes sont hétérogènes. Les métaux, les silicates et les fluides se sont séparés,
apparemment selon leurs densités puisque les matériaux les plus denses sont au
centre. Cette séparation physique implique que les composants se sont déplacés les
uns par rapport aux autres dans des temps assez courts (< 1 million d’années) dont
on discutera dans les sections suivantes. La déformation des solides étant lente, les
scientifiques proposent que la séparation se soit produite en phase liquide, donc
fondue. L’énergie permettant de chauffer et fondre les matériaux pour qu’ils se
séparent est primordiale pour différencier une planète en couches.
Méthode La géochronologie
La géochronologie est une discipline des géosciences qui consiste à dater des évènements à l'aide de l’analyse de témoins matériels. Dans cet encart, on s’intéresse plus
précisément à la datation absolue qui consiste à déterminer un âge de formation pour
un minéral ou une roche à partir de sa composition chimique en éléments radioactifs
(ceux qui se désintègrent) et radiogéniques (ceux qui sont produits). La datation absolue
est centrale pour retracer l’histoire de la Terre et du système solaire.
On utilise le fait que l’évolution d’une population d’atomes radioactifs est prédictible. Si on peut savoir précisément le nombre total d’atomes N se décomposant en
un temps t, on ne peut pourtant pas savoir quel atome se désintégrera avant l’autre.
La loi prédite est :
N-No exp (-Ar) = N() exp (-ln 2 x t/T)
où /V() est le nombre d’atome au temps initial, A la constante de décroissance radioactive (1 unité étant 1 inverse d’un temps), et T la période de désintégration. Ainsi, le
nombre d éléments radiogéniques produits R est décrit par l’équation qui correspond :
/? = /?() + /Vo ( 1 - exp (-/it)) = Æo + A( 1 + exp (At))
où Ro est le nombre d atomes radiogéniques présents au temps initial. La géochronologie cherche à déterminer le temps t, mais la quantité Æ() est aussi une inconnue
du système. Pour la déterminer, on réalise plusieurs mesures de concentration de R
et de A sur le même échantillon qui permet de dater l’évènement. Les concentrations
C D unod. T oute reproduction
non
autorisée
est un
délit.
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est en contradiction avec les datations des composants des météorites qui montrent
que silicates et métaux condensent simultanément dans la nébuleuse. L’observation
des disques protoplanétaires semble aussi le confirmer.
Une autre hypothèse pourrait être que la Terre agglomère tous les composants
selon un mélange, puis la séparation des matériaux par densité intervient ensuite.
Cette hypothèse semble en contradiction avec les datations de certaines météorites
purement silicatées, qui montrent que les embryons de planètes auxquels elles ont
appartenu avant d’être éjectées auraient possédé un noyau métallique et un manteau
silicaté dans les premiers millions d’années de la formation du système solaire,
c’est-à-dire avant la fin de l’accrétion planétaire.
Les scénarios actuels de différenciation terrestre semblent donc favoriser une
ségrégation des couches contemporaine de l’accrétion des planètes pouvant éventuellement continuer ensuite. Pour résumer, tout se passe en même temps au sein
de la nébuleuse solaire dans les 50 premiers millions d’années de son histoire.
Il est donc clair que les matériaux formant les embryons planétaires puis les
planètes sont hétérogènes. Les métaux, les silicates et les fluides se sont séparés,
apparemment selon leurs densités puisque les matériaux les plus denses sont au
centre. Cette séparation physique implique que les composants se sont déplacés les
uns par rapport aux autres dans des temps assez courts (< 1 million d’années) dont
on discutera dans les sections suivantes. La déformation des solides étant lente, les
scientifiques proposent que la séparation se soit produite en phase liquide, donc
fondue. L’énergie permettant de chauffer et fondre les matériaux pour qu’ils se
séparent est primordiale pour différencier une planète en couches.
Méthode La géochronologie
La géochronologie est une discipline des géosciences qui consiste à dater des évènements à l'aide de l’analyse de témoins matériels. Dans cet encart, on s’intéresse plus
précisément à la datation absolue qui consiste à déterminer un âge de formation pour
un minéral ou une roche à partir de sa composition chimique en éléments radioactifs
(ceux qui se désintègrent) et radiogéniques (ceux qui sont produits). La datation absolue
est centrale pour retracer l’histoire de la Terre et du système solaire.
On utilise le fait que l’évolution d’une population d’atomes radioactifs est prédictible. Si on peut savoir précisément le nombre total d’atomes N se décomposant en
un temps t, on ne peut pourtant pas savoir quel atome se désintégrera avant l’autre.
La loi prédite est :
N-No exp (-Ar) = N() exp (-ln 2 x t/T)
où /V() est le nombre d’atome au temps initial, A la constante de décroissance radioactive (1 unité étant 1 inverse d’un temps), et T la période de désintégration. Ainsi, le
nombre d éléments radiogéniques produits R est décrit par l’équation qui correspond :
/? = /?() + /Vo ( 1 - exp (-/it)) = Æo + A( 1 + exp (At))
où Ro est le nombre d atomes radiogéniques présents au temps initial. La géochronologie cherche à déterminer le temps t, mais la quantité Æ() est aussi une inconnue
du système. Pour la déterminer, on réalise plusieurs mesures de concentration de R
et de A sur le même échantillon qui permet de dater l’évènement. Les concentrations
C D unod. T oute reproduction
non
autorisée
est un
délit.
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