Question
La datation au carbone est-elle une méthode fiable pour déterminer l'âge des choses ?
Réponse
La datation au carbone, ou datation au radiocarbone peut, comme toute autre technique d'analyse en laboratoire, être extrêmement fiable à condition que toutes les variables impliquées soient contrôlées et comprises. Plusieurs facteurs influencent les résultats des tests au radiocarbone, et tous ne sont pas faciles à contrôler objectivement. C'est pourquoi il est préférable de dater les objets à l'aide de plusieurs méthodes plutôt que de se fier à un seul test. La datation au carbone est fiable dans certaines limites, mais elle n'est certainement pas infaillible.
Lors de l'analyse d'un objet à l'aide de la datation au radiocarbone, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :
Tout d'abord, la datation au carbone ne fonctionne que sur des matériaux qui ont été vivants, et elle ne détermine que la date approximative de la mort de cet échantillon. Par exemple, une pointe de lance en acier ne peut pas être datée au carbone, et les archéologues peuvent donc effectuer des tests sur la tige en bois à laquelle elle était attachée. Cette méthode fournit de bonnes informations, mais elle ne fait qu'indiquer depuis combien de temps ce morceau de bois a été coupé sur un arbre vivant. La datation au radiocarbone ne permet pas de faire la différence entre le bois qui a été coupé et immédiatement utilisé pour la lance et le bois qui a été coupé des années avant d'être réutilisé à cette fin. Elle ne permet pas non plus de savoir si une pointe de lance beaucoup plus ancienne a été fixée à un manche tout neuf.
La plupart des pièces archéologiques ne peuvent pas être directement datées au carbone. Leur datation est donc basée sur des tests effectués sur des objets ou des matériaux voisins. Les résultats dépendent donc des hypothèses des chercheurs concernant ces objets. Si le fer de lance est daté à l'aide d'ossements d'animaux situés à proximité, l'exactitude des résultats dépend entièrement du lien supposé entre le fer de lance et l'animal. C'est peut-être là le plus grand risque d'erreur, car les hypothèses sur la datation peuvent conduire à un raisonnement circulaire, ou à choisir de confirmer les résultats plutôt que d'accepter une date "erronée".
Deuxièmement, la datation au radiocarbone devient plus difficile et moins précise à mesure que l'échantillon vieillit. Le corps des êtres vivants présente généralement des concentrations d'isotope carbone 14, également connu sous le nom de radiocarbone, identiques à celles de l'atmosphère. Lorsqu'un organisme meurt, il cesse d'absorber du nouveau carbone 14 et ce qu'il contient se décompose progressivement en d'autres éléments. Le carbone 14 représente normalement environ un trillionième (1/1 000 000 000 000) de l'atmosphère terrestre. Par conséquent, même les échantillons les plus récents contiennent des quantités incroyablement minuscules de radiocarbone.
En fin de compte, la quantité de carbone 14 restante est si faible qu'elle est pratiquement indétectable. De minuscules variations au sein d'un échantillon donné deviennent suffisamment importantes pour fausser les résultats jusqu'à l'absurde. La datation au carbone s'appuie donc sur des techniques d'enrichissement et de renforcement pour rendre les petites quantités plus faciles à détecter, mais ce renforcement peut également fausser les résultats des tests. Les erreurs normales du test sont amplifiées. Par conséquent, la datation au carbone n'est plausible que pour les objets datant de moins de 40 000 ans.
L'autre facteur important qui influe sur les résultats de la datation au carbone est l'évaluation de la proportion initiale de carbone 14. La datation au carbone est basée sur la perte de carbone 14. Par conséquent, même si la quantité présente dans un spécimen peut être détectée avec précision, nous devons toujours connaître la quantité de carbone 14 que l'organisme contenait à l'origine. Les scientifiques doivent supposer la quantité de carbone 14 qui se trouvait dans l'organisme au moment de sa mort. Pour compliquer les choses, les concentrations de carbone 14 sur Terre changent radicalement en fonction de divers facteurs. Au fur et à mesure que les échantillons vieillissent, les erreurs sont amplifiées et les hypothèses peuvent rendre la datation au carbone pratiquement inutile.
Par exemple, les variations des effets de serre et du rayonnement solaire modifient la quantité de carbone 14 à laquelle un organisme vivant est exposé, ce qui change radicalement le "point de départ" d'un test de datation au radiocarbone. De même, les différents organismes vivants absorbent ou rejettent le carbone 14 à des rythmes différents. Deux plantes mortes au même moment, mais contenant naturellement des niveaux différents de radiocarbone, pourraient être datées à des époques radicalement différentes. Les effets modernes tels que la combustion de combustibles fossiles et les essais nucléaires ont également modifié les niveaux de carbone 14 dans l'atmosphère et, par conséquent, le "point de départ" d'un essai au radiocarbone. En définitive, la définition des paramètres de l'essai au carbone 14 relève plus de l'art que de la science.
La contamination et la répétabilité sont également des facteurs à prendre en compte dans la datation au carbone. Une infime quantité de carbone contaminé peut fausser considérablement les résultats des tests, d'où l'importance de la préparation des échantillons. Même dans ce cas, une grande partie des tests de datation au radiocarbone donnent des résultats incohérents même pour des tests effectués sur le même échantillon. L'explication donnée pour ces résultats aberrants est généralement la "contamination". Les résultats incohérents sont une autre raison pour laquelle plusieurs échantillons, tests et méthodes parallèles sont utilisés pour dater des objets.
En raison de tous ces facteurs, il est fréquent que les résultats de la datation au carbone d'un échantillon particulier, ou même d'un groupe d'échantillons, soient rejetés pour la seule raison qu'ils ne correspondent pas aux résultats "attendus". Ce n'est pas inhabituel en science, mais il faut garder à l'esprit la relation entre les hypothèses et les interprétations. Au mieux, il faut le reconnaître. Au pire, elle peut rendre la datation au carbone circulaire et auto-confirmante, bien qu'il existe d'autres moyens de datation qui peuvent réduire ce risque.
En résumé, la datation au carbone est aussi utile que n'importe quelle autre technique, pour autant qu'elle soit effectuée correctement et que les résultats soient interprétés objectivement. Il ne s'agit toutefois pas d'une méthode de datation d'objets intrinsèquement exempte d'erreurs ou parfaitement objective.
Lors de l'analyse d'un objet à l'aide de la datation au radiocarbone, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :
Tout d'abord, la datation au carbone ne fonctionne que sur des matériaux qui ont été vivants, et elle ne détermine que la date approximative de la mort de cet échantillon. Par exemple, une pointe de lance en acier ne peut pas être datée au carbone, et les archéologues peuvent donc effectuer des tests sur la tige en bois à laquelle elle était attachée. Cette méthode fournit de bonnes informations, mais elle ne fait qu'indiquer depuis combien de temps ce morceau de bois a été coupé sur un arbre vivant. La datation au radiocarbone ne permet pas de faire la différence entre le bois qui a été coupé et immédiatement utilisé pour la lance et le bois qui a été coupé des années avant d'être réutilisé à cette fin. Elle ne permet pas non plus de savoir si une pointe de lance beaucoup plus ancienne a été fixée à un manche tout neuf.
La plupart des pièces archéologiques ne peuvent pas être directement datées au carbone. Leur datation est donc basée sur des tests effectués sur des objets ou des matériaux voisins. Les résultats dépendent donc des hypothèses des chercheurs concernant ces objets. Si le fer de lance est daté à l'aide d'ossements d'animaux situés à proximité, l'exactitude des résultats dépend entièrement du lien supposé entre le fer de lance et l'animal. C'est peut-être là le plus grand risque d'erreur, car les hypothèses sur la datation peuvent conduire à un raisonnement circulaire, ou à choisir de confirmer les résultats plutôt que d'accepter une date "erronée".
Deuxièmement, la datation au radiocarbone devient plus difficile et moins précise à mesure que l'échantillon vieillit. Le corps des êtres vivants présente généralement des concentrations d'isotope carbone 14, également connu sous le nom de radiocarbone, identiques à celles de l'atmosphère. Lorsqu'un organisme meurt, il cesse d'absorber du nouveau carbone 14 et ce qu'il contient se décompose progressivement en d'autres éléments. Le carbone 14 représente normalement environ un trillionième (1/1 000 000 000 000) de l'atmosphère terrestre. Par conséquent, même les échantillons les plus récents contiennent des quantités incroyablement minuscules de radiocarbone.
En fin de compte, la quantité de carbone 14 restante est si faible qu'elle est pratiquement indétectable. De minuscules variations au sein d'un échantillon donné deviennent suffisamment importantes pour fausser les résultats jusqu'à l'absurde. La datation au carbone s'appuie donc sur des techniques d'enrichissement et de renforcement pour rendre les petites quantités plus faciles à détecter, mais ce renforcement peut également fausser les résultats des tests. Les erreurs normales du test sont amplifiées. Par conséquent, la datation au carbone n'est plausible que pour les objets datant de moins de 40 000 ans.
L'autre facteur important qui influe sur les résultats de la datation au carbone est l'évaluation de la proportion initiale de carbone 14. La datation au carbone est basée sur la perte de carbone 14. Par conséquent, même si la quantité présente dans un spécimen peut être détectée avec précision, nous devons toujours connaître la quantité de carbone 14 que l'organisme contenait à l'origine. Les scientifiques doivent supposer la quantité de carbone 14 qui se trouvait dans l'organisme au moment de sa mort. Pour compliquer les choses, les concentrations de carbone 14 sur Terre changent radicalement en fonction de divers facteurs. Au fur et à mesure que les échantillons vieillissent, les erreurs sont amplifiées et les hypothèses peuvent rendre la datation au carbone pratiquement inutile.
Par exemple, les variations des effets de serre et du rayonnement solaire modifient la quantité de carbone 14 à laquelle un organisme vivant est exposé, ce qui change radicalement le "point de départ" d'un test de datation au radiocarbone. De même, les différents organismes vivants absorbent ou rejettent le carbone 14 à des rythmes différents. Deux plantes mortes au même moment, mais contenant naturellement des niveaux différents de radiocarbone, pourraient être datées à des époques radicalement différentes. Les effets modernes tels que la combustion de combustibles fossiles et les essais nucléaires ont également modifié les niveaux de carbone 14 dans l'atmosphère et, par conséquent, le "point de départ" d'un essai au radiocarbone. En définitive, la définition des paramètres de l'essai au carbone 14 relève plus de l'art que de la science.
La contamination et la répétabilité sont également des facteurs à prendre en compte dans la datation au carbone. Une infime quantité de carbone contaminé peut fausser considérablement les résultats des tests, d'où l'importance de la préparation des échantillons. Même dans ce cas, une grande partie des tests de datation au radiocarbone donnent des résultats incohérents même pour des tests effectués sur le même échantillon. L'explication donnée pour ces résultats aberrants est généralement la "contamination". Les résultats incohérents sont une autre raison pour laquelle plusieurs échantillons, tests et méthodes parallèles sont utilisés pour dater des objets.
En raison de tous ces facteurs, il est fréquent que les résultats de la datation au carbone d'un échantillon particulier, ou même d'un groupe d'échantillons, soient rejetés pour la seule raison qu'ils ne correspondent pas aux résultats "attendus". Ce n'est pas inhabituel en science, mais il faut garder à l'esprit la relation entre les hypothèses et les interprétations. Au mieux, il faut le reconnaître. Au pire, elle peut rendre la datation au carbone circulaire et auto-confirmante, bien qu'il existe d'autres moyens de datation qui peuvent réduire ce risque.
En résumé, la datation au carbone est aussi utile que n'importe quelle autre technique, pour autant qu'elle soit effectuée correctement et que les résultats soient interprétés objectivement. Il ne s'agit toutefois pas d'une méthode de datation d'objets intrinsèquement exempte d'erreurs ou parfaitement objective.