La datation lutécium-hafnium est une méthode de datation radiométrique qui repose sur la radioactivité β de l'isotope 176Lu vers 176Hf. La demi-vie de 176Lu est de (la constante de désintégration associée est ) ; la méthode peut donc être utilisée pour la détermination d'âges de l'ordre du milliard d'années. Son emploi pose cependant des difficultés d'ordre technique..
Principe vignette|Exemples d'isochrones Lu-Hf obtenues pour la météorite .. La désintégration du 176Lu en 176HfUne petite partie (environ ) des atomes de 176Lu se désintègrent en 176Yb par capture électronique, voir l'ouvrage du CEA cité en bibliographie. fournit un chronomètre permettant d'obtenir l'âge d'un échantillon.
Méthode isochrone
À un âge donné et pour différents échantillons ayant la même origine géologique, on a la relation :
où , et désignent respectivement la proportion mesurée expérimentalement de 176Hf par rapport au 177Hf (dont la quantité reste stable au cours du temps), celle de 176Lu, et la proportion initiale de 176Hf ; on y reconnait l'équation d'une droite dont le coefficient directeur vaut et l'ordonnée à l'origine vaut (généralement appelé « rapport initial »).
Par conséquent si l'on arrive à mesurer et dans différents échantillons qui se sont formés au même moment avec une même valeur initiale du rapport initial, par exemple différents minéraux d'une même roche, on peut grâce à une régression linéaire obtenir une équation de droite appelée isochrone, de coefficient directeur et d'ordonnée à l'origine . L'âge cherché est alors : . Le rapport initial est également utile, pour discuter l'origine de la roche étudiée (sa pétrogenèse).
Inconvénients de la méthode La concentration en lutécium dans la plupart des roches est faible, généralement inférieure à , ce qui rend les mesures difficiles; Le rapport varie peu suivant les différents échantillons, ce qui rend la régression linéaire peu précise; La spectrométrie de masse de l'hafnium est difficile, ce qui rend délicate la mesure de .
La méthode lutécium-hafnium nécessite donc davantage de moyens technologiques que d'autres techniques comme la datation rubidium-strontium.
Applications
L'âge des gneiss d' a été estimé à 3,55 milliards d'années grâce à une datation lutécium-hafnium, ce résultat étant cohérent avec ceux obtenus sur ces mêmes roches via les méthodes uranium-plomb et rubidium-strontium.
Bibliographie .
Notes et références Notes
Références
Lutécium