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Carbone 14 de haute qualité

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Le laboratoire RLAHA d'Oxford est une référence dans la datation au CO2. En fait, cette technique est très répandue, car l'étude de cet isotope est très appropriée pour connaître les âges des fossiles des 50 000 dernières années. Mais le problème de cette technique est que le 14 carbone contenant les fossiles est aussi l'absorption de l'os du milieu, ce qui contrefait la datation. C'est précisément pour cela que le laboratoire RLAHA est une référence car il a développé une technique concrète d'analyse du carbone 14 naturel du fossile, une des meilleures au monde.

Il existe deux façons d'analyser le radiocarbone d'un fossile, c'est-à-dire la quantité d'isotope de carbone 14, c'est-à-dire qu'un spectromètre d'accélérateur/masse peut être utilisé ou calculer la quantité de rayonnement émise par l'échantillon. « Nous l'avons utilisé pendant de nombreuses années, c'est une très bonne méthode si vous avez de gros échantillons », explique l'expert du laboratoire Rachel Wood RLAHA. "Mais à travers l'accélérateur, on peut analyser des échantillons beaucoup plus petits, comme c'est le cas en archéologie".

La quantité de carbone 14 dans un os fossile indique l'âge de l'os, car elle perd le carbone 14 qu'elle avait au début avec le temps. Un neutron de carbone devient proton et l'isotope devient 14 azote. La vitesse de ce processus est connue, donc en connaissant la quantité de carbone 14 d'un fossile, vous pouvez calculer l'année à laquelle il appartient. En théorie, c'est facile.

Mais, en réalité, la datation de l'os est très difficile pour les archéologues, car à l'origine il était une composante de l'os, le carbone, il faut l'extraire. En plus de l'original, il contient le carbone qui a absorbé l'environnement pendant des années. Le carbone naturel de l'os est une très petite quantité ; c'est le carbone des protéines originales, le collagène de 90%. "Dissoudre l'os dans un processus dans lequel les protéines passent à la dissolution. Dans cette solution, nous essayons d'isoler les fibres contenues dans le collagène et rejetons tout le reste ».

Cependant, c'est un travail délicat. C'est pourquoi, il y a une dizaine d'années, les experts du laboratoire RLAHA étaient préoccupés par le prétraitement d'entrée à l'accélérateur. D'une part, la perte de carbone d'origine de l'os, et d'autre part, la pollution au carbone externe, deux effets qui obligeaient à remettre en question l'exactitude de la datation. Dans le but d'améliorer la méthode, en 1988 un groupe canadien a trouvé une technique proposée : utiliser une ultrafiltration qui élimine la pollution externe. Il était habituel en biochimie mais pas en archéologie. L'équipe canadienne n'a pas non plus employé beaucoup cette technique. Mais ceux d'Oxford reprirent l'idée et améliorèrent la technique.

Actuellement, l'équipe du laboratoire RLAHA utilise des ultrafiltres en polyéthylène pour capter de petits agrégats de fibres de collagène. L'échantillon est centrifugé pour faire passer l'ultrafiltration, chaque fibre de collagène est une molécule d'environ 100 kilodalton, c'est-à-dire une petite protéine, et le réseau de polymère capte des groupes supérieurs de 30 molécules. On analyse ensuite le carbone 14 de ces protéines capturées pour leur datation.

Technique fine, résultats imprévus

Ce processus modifie considérablement la précision de la datation. "La différence entre le résultat de cette technique et celui de la technique conventionnelle peut être de 20.000 ans. C'est le maximum que nous avons atteint. En analysant un échantillon de 32.000 ans d'ancienneté par des méthodes conventionnelles avec la technique du carbone du collagène, il m'a donné un résultat de 50.000 ans ». Parfois, il n'y a pas autant de différence; lorsque l'os n'est pas contaminé, la méthode traditionnelle fonctionne très bien. Cependant, en cas de contamination, l'analyse du 14 carbone du collagène diffère beaucoup.

Avec la méthodologie de collagène, la précision de la technique du radiocarbone est très élevée dans les échantillons médiévaux, avec une erreur de 15-20 ans, tandis que dans les échantillons de 30 000 ans l'erreur est de 500-1.000 ans. « Le problème est que nous avons besoin d'un étalonnage temporaire car la quantité de CO 2 dans l'atmosphère fluctue tout au long de l'histoire. Ce facteur définit l'erreur de datation".

Le laboratoire RLAHA d'Oxford n'est pas le seul à isoler et analyser le carbone du collagène. De nombreux laboratoires extraient le collagène des os fossiles. Et il existe de nombreuses méthodes chimiques pour le faire. Dans le laboratoire de Gif-sur-Yvett (France), par exemple, ils éliminent le carboxylate des protéines par le traitement avec la molécule de ninhydrine et travaillent en phase gazeuse. Sinon, dans la plupart des laboratoires travaillent comme dans RLAHA mais sans filtrer l'échantillon. Cependant, la méthode d'ultrafiltration est la plus précise du moment. "Peu à peu, ils ont commencé à ultrarrápir dans de nombreux laboratoires et dans environ cinq ans, ce sera l'habitude", estime Wood.