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On peut dater des poteries anciennes... grâce à l'eau !

ActualitéClassé sous :physique , carbone 14 , datation

Le carbone 14 est l'outil préféré des archéologues pour dater des objets dont l'origine est biologique, comme les momies ou le charbon de bois utilisé pour des peintures rupestres. Une nouvelle méthode de datation vient d'être découverte par Moira Wilson de l'Université de Manchester. Elle repose sur la quantité d'eau contenue dans les poteries.

Le four dans lequel des céramiques et des poteries sont chauffées à 500°C. Crédit : physicsworld

Tout le monde a entendu parler de la datation au carbone 14, un isotope radioactif du carbone 12 stable continuellement produit dans l'atmosphère de notre planète par l'impact des rayons cosmiques. Lorsqu'un organisme vivant meurt, il n'absorbe plus le 14C présent dans l'atmosphère et la quantité initiale qu'il contient se met à décroître à cause de la désintégration radioactive. On est donc en présence d'un véritable chronomètre se comportant comme un sablier.

La méthode du carbone 14 est précise mais elle le devient de moins en moins pour des datations de plus en plus anciennes. Contrairement à une idée fausse largement répandue, en effet, on ne peut pas dater des dinosaures ou des roches très anciennes avec la méthode découverte par Willard Frank Libby en 1939 et qui lui vaudra le prix Nobel en 1960. Déjà assez imprécises à partir de restes datant d'au moins 35.000 ans, elle devient impraticable au-delà de 50.000 ans.

Le carbone sert à dater du matériel organique mais Moira Wilson, avec son collègue Ian Bailiff, une spécialiste des transferts de fluides dans les milieux poreux, a eu une brillante idée pour dater certains objets inorganiques, les poteries.

La méthode est simple, précise et remarquablement élégante. Il suffit de peser avec une balance ultra-précise un fragment de poterie avant et après un chauffage intense dans un four.

Après la fabrication de la poterie, elle libère rapidement une partie de son eau. Mais ensuite, le phénomène s'inverse. La poterie absorbe lentement l'eau de son environnement. Remarquablement, cette absorption est indépendante du taux d'humidité atmosphérique. Plus le temps passe, plus une poterie se charge en eau et on sait exactement à quelle vitesse. La réhydratation de la poterie suit précisément une loi de puissance de la forme (temps)1/4.

Tenir compte des bombardements du vingtième siècle

Il suffit donc de mesurer la quantité d'eau perdue par une masse de référence issue d'une poterie à la suite d'un chauffage dans un four à environ 500°C pour déterminer son âge.

A la surprise des chercheurs, une brique datant de l'époque romaine et dont on savait indubitablement qu'elle avait été fabriquée il y a 2001 ans a été datée avec une excellente précision. L'âge trouvé par la méthode de Wilson et Bailiff étant de 2000 ans... De même, un test en aveugle sur une autre brique leur a donné un âge de 340 ans alors que l'on savait que son âge réel devait être compris entre 339 et 344 ans.

A l'occasion d'un autre test, Wilson et Bailiff ont tout de même eu un doute sur la fiabilité de leur méthode. La datation d'une autre brique provenant de l'abbaye de Canterbury, et donc d'origine médiévale, s'obstinait à fournir un âge de 60 ans. Il ne fallut pas longtemps aux chercheurs pour se souvenir des bombardements de la Seconde guerre mondiale ayant frappé cette abbaye. La chaleur des incendies avait tout simplement remis à zéro le compteur de l'horloge à eau !

Les chercheurs pensent que leur méthode peut être étendue à la porcelaine et qu'elle devrait aussi permettre de lever certaines controverses en archéologie en fournissant des datations précises permettant de trancher entre certaines hypothèses.

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