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Quantification des processus superficiels et datation par les radionucléides cosmogéniques 10Be, 26Al et 36Cl

Quantification of earth’s surface processes and dating using the cosmogenic radionuclides 10Be, 26Al and 36Cl
Anne-Elisabeth Lebatard et Didier Bourlès
p. 193-213

Résumés

Produits dans l’environnement terrestre lors de réactions nucléaires entre les particules énergétiques issues du rayonnement cosmique et les atomes constitutifs de cet environnement, les radionucléides cosmogéniques à vie longue tels que le Béryllium-10 (10Be, T1/2 ~1,4 Ma), l’Aluminium-26 (26Al, T1/2 ~0,7 Ma) et le Chlore-36 (36Cl, T1/2 ~0,3 Ma) permettent, en utilisant la fraction produite dans l’atmosphère, d’étudier la variation de l’intensité des paramètres qui en contrôlent la production (activité solaire et champ géomagnétique) et de dater, sur des gammes temporelles couvrant les dix derniers millions d’années, les dépôts sédimentaires marins et continentaux dans lesquels ils s’accumulent avant de décroître. La fraction produite dans la croûte terrestre (production in situ), précisément mesurable depuis seulement une vingtaine d’années, permet de quantifier les processus d’érosion fonctionnels à la surface terrestre et de dater différents types d’archives sédimentaires sur la gamme temporelle 0,1-5 Ma. Afin de réaliser ces quantifications, une méthode spécifique capable de séparer le radionucléide cosmogénique d’intérêt de ses interférents massiques, au moins plusieurs millions de fois plus abondants, a dû être développée. Basée sur la caractérisation du nombre de masse (N) et du numéro atomique (Z), la technique de Spectrométrie de Masse par Accélérateur (SMA) appliquée aux géosciences a permis de reconstituer les variations d’intensité du champ magnétique terrestre au cours des derniers 1,3 millions d’années, de dater la couche fossilifère contenant le crâne de Sahelanthropus Tchadensis (Toumaï) et de préciser la chronologie de la dernière déglaciation dans différents contextes environnementaux.

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Extrait du texte

Ce document sera publié en ligne en texte intégral en septembre 2017.

Plan

1 - Introduction
2 - Généralités sur les nucléides cosmogéniques
3 - Le 10Be atmosphérique
3.1 - Principes et méthodes
3.2 - Outil de datation en milieu continental
4 - Les nucléides cosmogéniques produits in situ
4.1 - Principes et méthodes
4.1.1 - Taux de production et facteurs d’échelle
4.1.2 - Durée d’exposition
4.2 - Exemples d’applications
5 - Datation par durée d’enfouissement
5.1 - Principes et méthodes
5.2 - Exemples d’applications
6 - Conclusion et perspectives

Aperçu du texte

1 - Introduction

Le terme générique « nucléide cosmogénique » désigne l’ensemble des nucléides ̶ ou noyaux ̶ produits dans l’environnement terrestre (atmosphère ou lithosphère) lors de réactions nucléaires (essentiellement spallations) induites par les particules issues du rayonnement cosmique. Depuis les années 1980, certains de ces nucléides cosmogéniques naturellement radioactifs sont utilisés en géosciences comme outils de quantification des processus géomorphologiques et sédimentaires et de datation d’objets d’intérêt géomorphologiques, paléoclimatiques, paléoanthropologiques, préhistoriques, etc. Depuis cette période pionnière, les travaux fondés sur l’utilisation des nucléides cosmogéniques se sont accrus de manière quasi exponentielle, du fait notamment des améliorations substantielles apportées à la technique de Spectrométrie de Masse par Accélérateur (SMA). Outre le 14C ̶ le plus connu d’entre eux ̶ le béryllium 10 (10Be), l’Aluminium 26 (26Al) et le Chlore 36 (36Cl) prenne...

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Pour citer cet article

Référence papier

Anne-Elisabeth Lebatard et Didier Bourlès, « Quantification des processus superficiels et datation par les radionucléides cosmogéniques 10Be, 26Al et 36Cl », Quaternaire, vol. 26/3 | 2015, 193-213.

Référence électronique

Anne-Elisabeth Lebatard et Didier Bourlès, « Quantification des processus superficiels et datation par les radionucléides cosmogéniques 10Be, 26Al et 36Cl », Quaternaire [En ligne], vol. 26/3 | 2015, mis en ligne le 01 septembre 2017, consulté le 29 mai 2017. URL : http://quaternaire.revues.org/7339 ; DOI : 10.4000/quaternaire.7339

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Auteurs

Anne-Elisabeth Lebatard

Aix-Marseille Université, CNRS, CEREGE UM34, Technopôle de l’Environnement. Arbois-Méditerranée, BP 80, FR-13545 AIX-EN-PROVENCE cedex 4. Courriel : lebatard@cerege.fr

Didier Bourlès

Aix-Marseille Université, CNRS, CEREGE UM34, Technopôle de l’Environnement. Arbois-Méditerranée, BP 80, FR-13545 AIX-EN-PROVENCE cedex 4. Courriel : bourles@cerege.fr

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