Qu'est-ce que la demi-vie?

La preuve la plus largement utilisée pour la théorie de l'évolution par sélection naturelle est peut-être les archives fossiles. Le registre fossile peut être incomplet et peut-être jamais complètement achevé, mais il y a encore de nombreux indices sur l'évolution et comment cela se produit dans le registre fossile.

Une méthode qui aide les scientifiques à placer les fossiles à la bonne époque sur l'échelle de temps géologique est d'utiliser la datation radiométrique. Aussi appelé datation absolue, les scientifiques utilisent la désintégration des éléments radioactifs dans les fossiles ou les roches autour des fossiles pour déterminer l'âge de l'organisme qui a été préservé. Cette technique repose sur la propriété de la demi-vie.

Qu'est-ce que la demi-vie?

La demi-vie est définie comme le temps nécessaire à la moitié d'un élément radioactif pour se désintégrer en un isotope fille. À mesure que les isotopes radioactifs des éléments se désintègrent, ils perdent leur radioactivité et deviennent un tout nouvel élément connu sous le nom d'isotope fille. En mesurant le rapport entre la quantité de l'élément radioactif d'origine et l'isotope fille, les scientifiques peuvent déterminer le nombre de demi-vies subies par l'élément et, à partir de là, déterminer l'âge absolu de l'échantillon.

Les demi-vies de plusieurs isotopes radioactifs sont connues et sont souvent utilisées pour déterminer l'âge des fossiles récemment découverts. Différents isotopes ont des demi-vies différentes et parfois plusieurs isotopes présents peuvent être utilisés pour obtenir un âge encore plus spécifique d'un fossile. Vous trouverez ci-dessous un tableau des isotopes radiométriques couramment utilisés, de leur demi-vie et des isotopes filles dans lesquels ils se désintègrent.

Exemple d'utilisation de Half-Life

Disons que vous avez trouvé un fossile que vous pensez être un squelette humain. Le meilleur élément radioactif à utiliser à ce jour pour les fossiles humains est le carbone 14. Il y a plusieurs raisons à cela, mais la raison principale est que le carbone 14 est un isotope naturel dans toutes les formes de vie et sa demi-vie est d'environ 5730 ans, nous pouvons donc l'utiliser à ce jour pour des formes plus "récentes" de la vie par rapport à l'échelle de temps géologique.

Vous auriez besoin d'avoir accès à des instruments scientifiques à ce stade qui pourraient mesurer la quantité de radioactivité dans l'échantillon, alors allons au laboratoire! Après avoir préparé votre échantillon et l'avoir mis dans la machine, votre lecture indique que vous avez environ 75% d'azote-14 et 25% de carbone-14. Il est maintenant temps de mettre ces compétences en mathématiques à bon escient.

À une demi-vie, vous auriez environ 50% de carbone 14 et 50% d'azote 14. En d'autres termes, la moitié (50%) du carbone 14 avec lequel vous avez commencé s'est désintégrée en l'isotope fille azote 14. Cependant, votre lecture de votre instrument de mesure de radioactivité indique que vous n'avez que 25% de carbone 14 et 75% d'azote 14, donc votre fossile doit avoir traversé plus d'une demi-vie.

Après deux demi-vies, une autre moitié de vos restes de carbone 14 se serait désintégrée en azote 14. La moitié de 50% est de 25%, vous auriez donc 25% de carbone 14 et 75% d'azote 14. Voici ce que dit votre lecture, donc votre fossile a subi deux demi-vies.

Maintenant que vous savez combien de demi-vies se sont écoulées pour votre fossile, vous devez multiplier votre nombre de demi-vies par le nombre d'années dans une demi-vie. Cela vous donne un âge de 2 x 5730 = 11460 ans. Votre fossile provient d'un organisme (peut-être humain) mort il y a 11 460 ans.

Isotopes radioactifs couramment utilisés

Isotope parent	Demi vie	Isotope fille
Carbone-14	5730 ans.	Azote-14
Potassium-40	1,26 milliard d'années.	Argon-40
Thorium-230	75 000 ans.	Radium-226
Uranium-235	700 000 millions d'années.	Plomb-207
Uranium-238	4,5 milliards d'années.	Plomb-206