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Géologie · Prépa 2e année · 2 exercices vérifiés

S’entraîner : Datation isotopique et droite isochrone

Chapitre : Géochimie isotopique et mesure du temps

Ce que vous travaillez

Un radiochronomètre repose sur un couple père - fils : un isotope radioactif père décroît en un isotope fils radiogénique, avec une constante radioactive propre au couple. Pour s'affranchir des quantités absolues, chacun des deux est rapporté à un isotope stable non radiogénique du même élément que le fils. Les échantillons d'une même roche, formés au même instant et à partir du même réservoir, s'alignent alors dans le diagramme (fils sur stable) en fonction de (père sur stable) : c'est la droite isochrone. Son ordonnée à l'origine donne le rapport isotopique initial, sa pente donne l'âge. Conditions de validité — système clos depuis la fermeture, même âge, même rapport initial — et choix du couple selon l'ordre de grandeur de l'âge visé et selon la nature du matériel.

À maîtriser avant de commencer

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

  • Décroissance radioactive — Noyaux instables, types de désintégration (α, β⁻, β⁺), loi de décroissance N(t) = N₀ e^(−λt), demi-vie, activité, datation.
  • Noyau, isotopes et notation ᴬ_Z X — Numéro atomique Z, nombre de masse A, notation symbolique du noyau, isotopes, élément chimique, masse de l'atome concentrée dans le noyau.
  • Fonction logarithme népérien — Réciproque de l'exponentielle, ln(ab) = ln a + ln b, ln(a^n) = n ln a, variations, dérivée 1/x, résolution d'équations e^x = k.
  • Fonctions linéaires et affines — f(x) = ax + b : coefficient directeur, ordonnée à l'origine, représentation graphique (droite), lien avec la proportionnalité.
  • Roches magmatiques et structure du globe — Roches magmatiques (basalte, gabbro, granite) et leur texture, structure interne de la Terre par les ondes sismiques, croûtes océanique et continentale.

Comment se déroule la séance

Cette séance s’appuie sur 2 exercices vérifiés. Chacun produit un nouvel énoncé à chaque ouverture, avec une solution calculée.

Formats de réponse : QCM (1), Réponse numérique (1). Difficulté 4 sur 5. Environ 12 minutes pour un premier passage.

Dans votre compte : aide graduée (indice, rappel de cours, aide au démarrage), corrigé pas à pas après chaque tentative, suivi de vos progrès.

Essayez un exercice, sans compte

Un exercice réel de cette séance, le même pour chaque visiteur. Répondez, puis vérifiez : la correction est calculée, et le corrigé s’affiche après votre tentative.

Difficulté 4 sur 5 · ≈ 7 minutes

Énoncé

Un granite est daté par la méthode rubidium-strontium : le 87Rb^{87}\mathrm{Rb} se désintègre en 87Sr^{87}\mathrm{Sr}, et les deux isotopes sont rapportés au 86Sr^{86}\mathrm{Sr}, stable et non radiogénique. Deux minéraux séparés du même échantillon sont analysés. Pour le plagioclase, 87Rb/86Sr=0,48^{87}\mathrm{Rb}/^{86}\mathrm{Sr} = 0{,}48 et 87Sr/86Sr=0,714840^{87}\mathrm{Sr}/^{86}\mathrm{Sr} = 0{,}714840 ; pour la biotite, 87Rb/86Sr=49^{87}\mathrm{Rb}/^{86}\mathrm{Sr} = 49 et 87Sr/86Sr=1,709500^{87}\mathrm{Sr}/^{86}\mathrm{Sr} = 1{,}709500. Ces rapports sont sans unité. Un troisième minéral du même échantillon, l'apatite, présente 87Rb/86Sr=0,004^{87}\mathrm{Rb}/^{86}\mathrm{Sr} = 0{,}004.

Quel est son rapport 87Sr/86Sr^{87}\mathrm{Sr}/^{86}\mathrm{Sr} ?

Votre réponse

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