Le principe de la méthode 14C
Il existe 3 isotopes du carbone: le 12C et le 13C qui sont stables; et le 14C qui est instable: 14C → 14N + énergie
Le carbone 14 est principalement utilisé pour dater des restes d'êtres vivants (animaux ou végétaux). Tant qu'un individu est vivant, il échange du carbone avec son milieu (alimentation, photosynthèse, respiration); son rapport 14C/12C reste constant durant toute sa vie.
A sa mort, les échanges de carbone cessent, on considère le système comme étant fermé, la quantité de 14C diminue du fait de son non renouvellement et de sa désintégration en 14N.
On considère que le rapport 14C/12C est resté constant au cours des temps géologiques, la concentration initiale de 14C (14C0) est donc égale à la concentration mesurée actuellement dans l'atmosphère; soit 14C0 = 13,56 dpm.
La quantité de 14C présente dans l'objet à dater peut être mesurée par spectrométrie de masse. Connaissant 14C0 et 14C on peut appliquer directement la loi de désintégration radioactive pour calculer l'âge de l'objet: t = [ ln ( 14C0/ 14C) ] / λ
L'âge radiocarbone peut être aussi obtenu plus simplement par lecture graphique:
La calibration des âges radiocarbones
La calibration d'un âge radiocarbone consiste à estimer l'âge calendaire à partir de l'âge radiocarbone.
Il est nécessaire de calibrer les âges radiocarbones obtenus pour plusieurs raisons :
Variation de la concentration en 14C dans l'atmosphère :
La concentration de 14C dans l'atmosphère n'a pas été constante au fil du temps. Des facteurs comme les variations de l'activité solaire, les fluctuations du champ magnétique terrestre, et des événements géologiques ou climatiques peuvent avoir modifié les niveaux de 14C disponibles pour les organismes vivants à différentes époques.
Effet réservoir :
Dans certains cas, comme dans les océans ou les lacs, le 14C peut être dilué par du carbone plus ancien, ce qui donne des âges apparents plus anciens que la réalité.
Non-linéarité du taux de décroissance du 14C :
Bien que le taux de décroissance du 14C soit relativement constant, les mesures modernes montrent qu'il y a de légères variations qui doivent être prises en compte pour obtenir des âges précis.
Il existe ainsi différentes courbes de calibration telles que Intcal20, Shcal20 ou Marine20, dont l'utilisation est à adapter au contexte de l'objet étudié.
Courbe de calibration Intcal20