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Questions-réponses

Transcript

EMPEZAR

Terminales spé SVT
Test 19 de connaissances
Géologie
Datation au Potassium Argon

Une question affichée, pas de QCM.
Faites afficher la réponse pour la comparer avec la vôtre.
Pas de compteur, l'objectif étant simplement de faire l'état de vos connaissances.

START

16 questions

By ProfSVT71

Géologie Terminale spécialité SVT

QUESTION 1

Que peut-on dater avec le couple Potassium/Argon ?

Réponse

next

Le couple K/Ar sert à dater les roches et minéraux riches en potassium (silicates : biotite, muscovite, feldspath). Les minéraux incorporent ce potassium à la fois sous sa forme stable et sous sa forme radioactive.

QUESTION 2

Réponse

Le potassium a une désintégration particulière. Quelle est-elle ?

NEXT

Le potassium K (de numéro atomique Z= 19) possède 3 isotopes naturels : 39K (93,2581 %), 40K (0,001167%) et 41K (6,7302 %).

Seul le potassium 40 (40K) est radioactif. Il se désintègre selon deux voies :

• 88 % des noyaux de potassium 40 se transforment en 40Ca (calcium 40).

• 12 % des noyaux de potassium 40 se transforment en 40Ar (argon) par capture d'une partie des électrons ainsi produits (on parle de radioactivité par capture électronique).

QUESTION 3

Quelle est la constante de désintégration du potassium 40, toutes voies confondues ?

Réponse

NEXT

Ces deux transformations ont des périodes différentes et concernent des noyaux différents.
Il faut donc tenir compte des deux transformations dans la datation potassium-argon.

Sa constante de désintégration est dénommée λ = λAr + λCa ≈ 5,55.10-10.an-1

Réponse

Pour quelle période de datation le couple K/Ar est-il utilisé ?

QUESTION 4

next

Le couple K/Ar est fiable pour dater des périodes qui n’excèdent pas 300 millions d’années.

QUESTION 5

Quelle est la difficulté du système K/Ar ?

Réponse

next

La difficulté dans ce système est que la quantité Po est inconnue. On ne peut donc pas utiliser la formule
P = Po.e^(-λt)

QUESTION 6

Dans la datation au K/Ar, la quantité de P0 est inconnue.

On ne peut donc utiliser que les éléments Fils avec F = Fo + F'.
- Fo le nombre d’éléments fils à la fermeture du système
- F’ le nombre d’éléments fils obtenu par désintégration.

Comment trouve-t-on F', le nombre d’éléments fils obtenu par désintégration ?

Réponse

next

Il y a autant d’élément Fils obtenus par désintégration F’ que d’éléments pères désintégrés. Leur nombre correspond donc à la différence entre le nombre d’éléments pères de départ et le nombre d’éléments pères restants soit :
F'= P0-P

QUESTION 7

Sachant que P = Po.e-λt, quelle est la formule permettant de calculer F en partant de F' = Po-P ?

Réponse

next


soit F'= Po-P
Comme P = Po.e-λt alors on peut aussi dire que Po = P.eλt
On remplace dans l’équation précédente et on obtient
F'= Po-P soit F'= P.eλt-P soit F'= P ( eλt-1)
Or on a F = Fo + F'
On remplace F’ et on obtient :
F = Fo + P ( eλt-1)

F = Fo + P . (eλt-1)

QUESTION 8

Combien vaut Fo dans la datation au K/Ar ?

Réponse

next

Fo correspond aux éléments fils au moment de la fermeture du système. Or comme l’argon est un gaz qui s’échappe, il n’est donc pas présent dans les minéraux à la fermeture du système, donc :
Fo= O

On obtient donc F = P ( eλt-1)

QUESTION 9

Quelle est la formule permettant de calculer l'âge de l'échantillon en partant de F = P.(eλt-1)?

Réponse

next

t=ln((F/P)+1).1/λ

F = P ( eλt-1)

On développe :

F = Peλt-P

Soit
F+P= P.eλt

(F+P)/(P )= eλt

On intègre : ln (F+P)/(P )=λt

Soit t=ln⁡((F/P)+1). 1/λ

QUESTION 10

Des traces de pas on été retrouvées dans des cendres volcaniques sur le flanc du volcan Roccamonfina en Italie. Les dosages isotopiques de la cendre donnent :

40A = 4,95.10-12mol.g-1 et 40K = 2,22.10-7mol.g-1

Déterminez à quelle époque vivaient ces humains que l'on pense être des Homo heidelbergensis.

Réponse

. 40A c'est l'élément fils soit F = 4,95.10-12mol.g-1
40K c'est l'élément père soit P = 2,22.10-7mol.g-1

On applique la formule t=ln⁡((F/P )+1). 1/λ
avec λ ≈ 5,55.10-10.an-1
t = 40 174.86 ans


The end !