La méthode potassium-argon (K-Ar) — Technique de datation radiométrique utilisée surtout en géologie et en archéologie pour dater des roches volcaniques anciennes et les contextes qui leur sont associés. Elle repose sur la désintégration radioactive du potassium 40, présent dans certaines roches, qui se transforme progressivement en argon 40, un gaz rare qui s’accumule dans la structure minérale après la solidification de la roche.
En mesurant le rapport entre le potassium restant et l’argon produit, on peut déterminer le temps écoulé depuis le refroidissement de la roche, c’est-à-dire depuis sa fermeture au système argon. Cette méthode est particulièrement utile pour des périodes très anciennes, allant de plusieurs dizaines de milliers à plusieurs millions d’années, et elle est souvent employée pour dater des sites préhistoriques associés à des couches volcaniques.
Potassium-Argon (⁴⁰K/⁴⁰Ar)
Cette méthode permet de dater des roches éruptives pour des périodes allant d’environ 100 000 ans à plusieurs milliards d’années. Le ⁴⁰K se transforme en ⁴⁰Ar. On date l'événement qui a produit la libération de l'⁴⁰Ar produit antérieurement, on emploie pour ce faire la spectrométrie de masse. Cette méthode est surtout employée en géologie, mais peut également permettre de dater des niveaux du paléolithique inférieur interstratifiés avec des couches provenant d'éruptions volcaniques. Elle nous livre un ordre de grandeur, et sa fiabilité est liée à un échantillonnage multiple.
La méthode de datation consiste à doser l'⁴⁰Ar formé au cours du temps par désintégration du ⁴⁰K radioactif contenu dans les roches magmatiques; c'est l'âge géologique. Si ces roches (volcaniques) scellent des niveaux d'occupation humaine, elles donnent un âge archéologique. Les progrès analytiques permettent d'utiliser une variante basée sur le dosage ⁴⁰Ar/³⁹Ar, plus précise et aujourd’hui souvent privilégiée, elle mesure des rapports isotopiques d’argon et évite certaines erreurs du K-Ar classique. Le chronomètre est ici physique (radioactivité du ⁴⁰K). La datation au potassium-argon est une méthode de datation radioactive qui permet de déterminer l'âge d'un échantillon de roche par la mesure des concentrations relatives du couple d'isotopes ⁴⁰K / ⁴⁰Ar.
Le ⁴⁰K est un isotope radioactif qui se désintègre suivant les modes de désintégration suivants
La méthode de datation K-Ar s’applique à une roche issue de la solidification d’un magma, dont les minéraux sont supposés ne pas contenir d’argon initial, celui-ci étant évacué avant ou lors de leur formation et piégé à partir de la température de fermeture. Une datation de la roche est possible quand l'un des minéraux la constituant contient du potassium, et que le minéral a piégé la totalité de l'argon formé lors de la désintégration du ⁴⁰K. Les minéraux sont alors datés en mesurant les concentrations du ⁴⁰K, et de l'⁴⁰Ar accumulé. La période radioactive du ⁴⁰K est de 1,25 milliard d'années ; la méthode permet ainsi de dater des roches couvrant la quasi totalité des ages géologiques avec une bonne précision. Les minéraux les mieux adaptés à cette méthode sont la biotite, la muscovite et les feldspaths. La datation au potassium-argon permet de dater les minéraux des roches métamorphiques et des roches volcaniques.
Calcul de l'âge de la roche
• L'âge de l'échantillon est obtenu au moyen de la formule suivante :
t =
1
· ln +
(
1 +
λ
·
⁴⁰Arₜ
)
λ
λₑ + λᵦ
⁴⁰Kₜ
• Lorsque le rapport des concentrations d'⁴⁰Ar et de ⁴⁰K est suffisamment faible, la formule se simplifie en :
t =
1
·
⁴⁰Arₜ
0,1048 · λ
⁴⁰Kₜ
• t étant l'âge de l'échantillon, ⁴⁰Kₜ et ⁴⁰Arₜ les quantités mesurées des isotopes père et fils.
La méthode potassium-argon (K-Ar) — Technique de datation radiométrique utilisée surtout en géologie et en archéologie pour dater des roches volcaniques anciennes et les contextes qui leur sont associés. Elle repose sur la désintégration radioactive du potassium 40, présent dans certaines roches, qui se transforme progressivement en argon 40, un gaz rare qui s’accumule dans la structure minérale après la solidification de la roche.