Sciences · Terre et climat
L’âge de la Terre
La Terre a environ 4,54 milliards d’années, à 1 % près. Cet âge a été établi par la datation radiométrique des météorites et confirmé par les plus vieux minéraux terrestres et lunaires.
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L’âge de la Terre est l’une des grandes conquêtes de la science : il a fallu passer de quelques milliers d’années, selon les chronologies bibliques, à plusieurs milliards d’années. La valeur admise aujourd’hui est de 4,54 ± 0,05 milliards d’années. Elle repose sur la radioactivité, une horloge naturelle présente dans les roches.
Comment date-t-on la Terre ?
Certains isotopes sont instables : ils se désintègrent en d’autres éléments à un rythme constant, mesuré par leur demi-vie (durée au bout de laquelle la moitié des atomes a disparu). En mesurant dans un minéral la quantité d’atomes « pères » restants et d’atomes « fils » produits, on calcule le temps écoulé depuis sa cristallisation.
| Couple radioactif | Demi-vie | Usage typique |
|---|---|---|
| Uranium 238 → plomb 206 | 4,47 milliards d’années | Roches les plus anciennes, zircons |
| Uranium 235 → plomb 207 | 704 millions d’années | Roches anciennes, en complément de l’U-238 |
| Potassium 40 → argon 40 | 1,25 milliard d’années | Laves, roches volcaniques |
| Rubidium 87 → strontium 87 | Environ 49 milliards d’années | Roches magmatiques et métamorphiques |
| Carbone 14 → azote 14 | 5 730 ans | Restes organiques de moins de 50 000 ans environ |
Le carbone 14, souvent cité, est donc inutilisable pour dater la Terre : il sert à l’archéologie.
Pourquoi utiliser des météorites ?
Les roches terrestres les plus anciennes ont été fondues, érodées ou recyclées par la tectonique des plaques. Aucune ne date de la formation de la planète. Or les météorites proviennent de petits corps formés en même temps que la Terre, puis restés presque intacts.
En 1956, le géochimiste américain Clair Patterson a mesuré les isotopes du plomb de plusieurs météorites, dont celle de Canyon Diablo (le cratère Meteor, en Arizona), et a montré qu’ils s’alignaient avec ceux des sédiments terrestres. Il en a tiré un âge commun de 4,55 milliards d’années, très proche de la valeur actuelle. Au passage, ses mesures l’ont conduit à découvrir la contamination généralisée de l’environnement par le plomb de l’essence, ce qui a mené à son interdiction.
Les plus vieux témoins connus
| Objet | Âge | Lieu |
|---|---|---|
| Inclusions réfractaires de météorites (CAI) | 4,567 milliards d’années | Premiers solides du système solaire |
| Zircons détritiques | Environ 4,4 milliards d’années | Jack Hills, Australie |
| Roches lunaires les plus anciennes | Environ 4,4 à 4,5 milliards d’années | Ramenées par les missions Apollo |
| Gneiss d’Acasta | Environ 4,0 milliards d’années | Territoires du Nord-Ouest, Canada |
| Premières traces de vie probables | Environ 3,5 milliards d’années | Stromatolithes du Pilbara, Australie |
Les zircons des Jack Hills sont particulièrement précieux : leur composition suggère qu’il existait déjà de l’eau liquide et une croûte continentale 150 millions d’années environ après la formation de la Terre.
Histoire des estimations
| Époque | Auteur | Estimation | Méthode |
|---|---|---|---|
| 1650 | James Ussher | Création en 4004 av. J.-C. | Généalogies bibliques |
| 1778 | Buffon | Environ 75 000 ans (publié) | Refroidissement de boulets de fer chauffés |
| 1862-1897 | Lord Kelvin | De 20 à 400 millions, puis 20 à 40 millions d’années | Refroidissement de la Terre |
| 1899 | John Joly | 80 à 100 millions d’années | Salinité des océans |
| 1913 | Arthur Holmes | Environ 1,6 milliard d’années pour une roche | Datation radiométrique |
| 1956 | Clair Patterson | 4,55 milliards d’années | Isotopes du plomb des météorites |
Les géologues du XIXe siècle, Charles Lyell et Charles Darwin en tête, avaient besoin de durées immenses pour expliquer l’érosion et l’évolution. Kelvin leur opposait un calcul physique rigoureux mais incomplet : il ignorait la chaleur produite par la radioactivité, découverte en 1896, et la convection du manteau.
L’âge de la Terre, de la Lune et du système solaire
Le système solaire commence avec la condensation des premiers solides, il y a 4,567 milliards d’années. La Terre a grossi pendant quelques dizaines de millions d’années par accumulation de matière. La Lune, née d’un impact géant sur la Terre primitive, est un peu plus jeune (voir formation de la Terre). L’Univers, lui, a environ 13,8 milliards d’années (voir Big Bang) : la Terre en a donc vécu le tiers.
Questions fréquentes
Quelle est la marge d’erreur sur l’âge de la Terre ?
Environ 50 millions d’années, soit à peine 1 %. L’incertitude tient moins aux mesures qu’à la définition de la « naissance » : la Terre s’est formée progressivement sur des dizaines de millions d’années.
La datation radiométrique est-elle fiable ?
Oui. Les demi-vies sont mesurées en laboratoire avec précision et ne varient pas avec la température ou la pression. Des méthodes indépendantes (uranium-plomb, potassium-argon, rubidium-strontium) donnent des âges concordants.
Quelle est la plus vieille roche du monde ?
La plus vieille roche entière datée avec certitude est le gneiss d’Acasta, au Canada, d’environ 4 milliards d’années. Les plus vieux matériaux terrestres sont des grains de zircon de 4,4 milliards d’années, inclus dans des roches plus récentes.