Le 27 février 1940, Martin Kamen du Radiation Laboratory et Samuel Ruben du département de Chimie de l’université de Californie à Berkeley découvrent en bombardant du graphite avec des noyaux de deutérium l’existence d’un nouvel isotope radioactif du carbone : le carbone 14, autrefois appelé radiocarbone. Celui-ci est un isotope radioactif du carbone 12, caractérisé par une période radioactive (durée à partir de laquelle un atome radioactif a une chance sur deux de se désintégrer naturellement) de 5734 ans.
Dans la nature, celui-ci est formé naturellement lorsque les neutrons provenant de rayons cosmiques entrent en collision avec les atomes d’azote de l’atmosphère.
Formation du C14 dans l’atmosphère (ENS Lyon)
Ces atomes de carbone se retrouvent ensuite dans l’atmosphère et sont captés par les plantes lors de la photosynthèse sous forme de dioxyde de carbone, ainsi que via la respiration. Ils sont donc « piégés » dans la matière organique, où ils continuent de se désintégrer (pas de panique, ce n’est pas dangereux).
L’intérêt de cette découverte était d’avoir à disposition un isotope radioactif ayant une longue période radioactive. En effet, avant sa découverte, le seul isotope de carbone que nous avions à notre disposition était le carbone 11 dont la période radioactive est de 21 minutes seulement. Mais pourquoi avions-nous besoin d’un isotope avec une si grande période ?
Un moyen de dater avec précision :
L’un des usages du carbone 14 est la datation de matière organique. En effet, au cours de sa vie, un être vivant va continuellement renouveler son « stock » de carbone dans son organisme, aussi bien du carbone stable que du carbone 14, si bien que le rapport entre le carbone 14 et le carbone restant sera stable par renouvellement de celui-ci. Néanmoins, lorsque l’organisme meurt, le carbone 14 n’est plus renouvelé, et sa présence va décroitre de façon exponentielle au cours du temps par désintégration. Il suffit donc de mesurer le rapport carbone 14/carbone total pour retrouver l’âge de l’organisme.
Source : L’Internaute
Cette technique de datation présente néanmoins des limites, puisqu’elle ne permet pas de dater des échantillons plus vieux que 50 000 ans. De plus, on assume que le rapport carbone 14/carbone total n’a pas évolué entre la mort de l’organisme et sa datation. Elle est donc principalement utilisée en archéologie et en paléoanthropologie.
Un GPS du vivant :
L’autre usage du carbone 14 est en tant que traceur isotopique. Comme dit plus haut, le carbone 14 est continuellement absorbé par les êtres vivants et incorporés dans leur matière organique. Suivant ce principe, on peut incorporer cet isotope à de la matière organique et suivre son parcours dans l’organisme via résonance magnétique nucléaire (ou RMN), par spectroscopie de masse ou encore par autoradiographie. Il est par exemple utilisé afin d’étudier le métabolisme des sucres chez des organismes vivants.
Rédigé par Valentin Djian
Sources :
CARBONE 14 ET LES TRACEURS RADIOACTIFS : https://www.universalis.fr/encyclopedie/carbone-14-et-les-traceurs-radioactifs/
Datation au carbone 14 : https://www.futura-sciences.com/maison/definitions/maison-datation-carbone-14-11081/
Le carbone-14 Un radioélément produit dans l’atmosphère utilisé pour les datations : http://www.laradioactivite.com/site/pages/lecarbone14.htm