Réponse. 1. Le carbone 14 n'est plus renouvelé à partir du décès d'êtres vivants car ils ne respirent plus et cet élément se trouve dans l'atmosphère terrestre donc il faut respirer pour renouveler le carbone 14 présent dans le corps.
après sa mort, l'être vivant n'échange plus avec son environnement (ne s'alimente plus ou ne fait plus de photosynthèse). le carbone 14 reste en proportion constante après la mort. la proportion de carbone 14 diminue. il n'est plus produit par l'être une fois mort.
En s'oxydant dans l'atmosphère, le carbone 14 forme du CO2. Les plantes incorporent le carbone 14 via le CO2, et le transmettent à tout organisme vivant – étant la base de toute chaîne alimentaire. Dès qu'un organisme meurt, il n'incorpore plus de carbone 14.
Le carbone 14 décroît par radioactivité, avec une 'demi-vie' d'environ 6000 ans. Il est produit dans la haute atmosphère par bombardement cosmique sur l'azote N2.
Tous les êtres vivants contiennent donc un peu de carbone-14, nous y compris ! Et tant qu'on vit, cette proportion de carbone-14 par rapport au carbone-12 correspond à celle qu'on retrouve dans l'atmosphère (1 pour 999 999 999 999).
Le noyau de carbone-14 contient 6 protons et 8 neutrons (au lieu de 6 pour le carbone-12 ordinaire). Cet isotope du carbone est radioactif, sa période est de 5700 ans et il émet des électrons bêta. Le carbone-14 est constamment régénéré par les rayons cosmiques de l'atmosphère.
Lorsque l'on considère un isotope radioactif, on parle de demi-vie -- ou de période radioactive -- pour désigner le temps au bout duquel la moitié des noyaux de cet isotope se sont désintégrés. Cela correspond en général au temps qu'il faut pour que la quantité de ces atomes radioactifs diminue de moitié.
Carbone 13
C'est l'un des trois isotopes naturellement abondant et l'un des deux isotopes stables avec 12C, bien moins abondant que ce dernier. Contrairement aux deux autres isotopes naturels, il possède un spin non nul (1/2) et peut donc être utilisé en résonance magnétique nucléaire (RMN du carbone 13).
Le carbone 12 a une masse de 12 u, u étant l'unité de masse atomique qui représente la masse d'un proton ou d'un neutron. Il possède alors six protons, le numéro atomique, et donc 6 neutrons. Le carbone 14 possède alors 8 neutrons et 6 protons, il a donc une masse de 14 u.
Les datations au carbone 14 sont-elles toujours considérées comme infaillibles. De nouvelles techniques remettent cette certitude en doute. Si l'évolution des techniques a permis d'avancer considérablement sur la connaissance de notre histoire, il n'en reste pas moins que leur fiabilité est parfois contestée.
Exemple 1 : désintégration du carbone 14
Le carbone 14 présente un excès de neutrons par rapport à ces isotopes stables. Il se désintègre donc par radioactivité : Le noyau fils formé possède protons, il s'agit donc d'un isotope de l'azote. De plus il possède 14 nucléons, on obtient donc de l'azote 14.
Dans la matière morte, il disparaît peu à peu. Radioactif, le carbone 14 émet des rayons bêta, ce qui signifie que son noyau éjecte un électron. Quand il perd cet électron, l'atome de carbone 14 se transforme en atome d'azote (non radioactif).
λ = ln 2 / t1/2 ; avec t1/2 la demi-vie d'une substance radioactive (soit le temps au bout duquel la population de noyaux est divisée par deux).
Détermination de l'âge et demi-vie
Lorsqu'un être vivant meurt, il cesse d'absorber du carbone 14. Mais la désintégration du 14C se poursuit. C'est alors un peu comme si une «horloge carbone» se mettait en marche. La moitié des atomes de 14C se dégrade en 5730 ans.
Tout est naturellement radioactif : le sol, l'atmosphère, l'eau et les aliments, notre corps lui-même est radioactif. Omniprésente depuis toujours, la radioactivité a seulement été découverte en 1896 par Henri Becquerel à Paris.
Pour être précis, on utilise deux mesures en fonction de l'âge des fossiles. S'ils sont récents, c'est-à-dire moins de 60 000 ans, on utilise la datation par le carbone 14. On mesure la quantité de carbone 14, qui est un carbone radioactif. Et pour les fossiles plus anciens, on mesure le potassium contenu dans les os.
Principe de la datation au carbone 14
La méthode repose sur la présence de radiocarbone dans tout organisme vivant, une présence qui décroît ensuite de façon exponentielle à partir de la mort de l'organisme.
Découverte. Le carbone 14 a été découvert le 27 février 1940 par Martin Kamen du Radiation Laboratory et Samuel Ruben du département de Chimie de l'université de Californie à Berkeley.
Durant sa vie, la proportion de 14C présent dans l'organisme par rapport au carbone total (12C, 13C et 14C) est donc aisément rapportable à celle existant dans l'atmosphère du moment.
Le carbone 14 a pour origine l'interaction des particules cosmiques avec l'atmosphère terreste. Ces particules, quand elles pénètrent dans la haute atmosphère, brisent les noyaux qu'elles rencontrent. Dans la collision, des neutrons sont libérés.
La demi-vie est le temps mis par une substance (molécule, médicament ou autre) pour perdre la moitié de son activité pharmacologique ou physiologique.
La partie du combustible usé qui ne peut pas être réutilisée, appelée déchets ultimes, est coulée dans du verre en fusion et entreposée pendant 30 à 40 ans à l'usine de La Hague.
La demi vie plasmatique du médicament est l'intervalle de temps pendant lequel la concentration du principe actif sous l'effet conjugué de son métabolisme et de son élimination décroit d'une valeur donnée à la moitié de cette valeur.
Les sources de radioactivité
L'homme est exposé à des rayons radioactifs naturels provenant de la Terre et de l'Espace. Les radiations émises par la Terre en uranium et thorium (54 %) et les rayons cosmiques (11 %) représentent à eux seuls 65 % des radiations que l'homme reçoit par an.