Vidéo : Comment mettre en évidence l’existence des nunataks pendant les glaciations grâce aux rayonnements cosmiques ?

Publié par Muséum De Grenoble, le 20 mars 2018   640

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Comment mettre en évidence l’existence des nunataks pendant les glaciations grâce aux rayonnements cosmiques ?

Texte rédigé par Julien Carcaillet de Institut des Sciences de la Terre de Grenoble et  le Muséum de Grenoble - Octobre 2017

 Du Béryllium 10 (10Be) se forme par réactions nucléaires entre les particules énergétiques du rayonnement cosmique arrivant à la surface de la Terre et des atomes d’oxygène et de silice des cristaux de quartz de la roche. La quasi majorité des réactions a lieu dans les premiers centimètres de la surface rocheuse exposée. Le 10Be est un nucléide cosmogénique.

Dans le cas du Béryllium-10 (10Be), les atomes cibles sont l’oxygène et la silice. La concentration en 10Be dans les quartz (SiO2) permet alors de connaitre le temps d’exposition de l’échantillon au rayonnement. 

On peut considérer deux cas

  • Si les roches continuent d’être exposées pendant les glaciations (c’est-à-dire que les roches ne sont pas englacées), la concentration en 10Be augmente selon un taux connu. C’est le cas des hauts sommets au-dessus des glaciers pendant les glaciations (surnommés aussi nunataks).
  • Mais si les roches sont recouvertes de glace, il n’y a pas de production de 10Be. Le 10Be étant radioactif (radioactivité naturelle), sa quantité préalablement produite pendant une exposition antérieure peut même baisser.

Il est alors possible de démontrer par la mesure en 10Be dans des échantillons de roches prélevés à hautes altitude que les hauts sommets sont restés émergés pendant les glaciations : ces roches contiennent de grosses quantités de Beryllium 10. Pour notre exemple schématique, la roche contient davantage de 10Be dans le cas A que dans le cas B.

C’est en réalité plus complexe car il faut prendre en compte de nombreux facteurs de correction car la production de 10Be n’est pas homogène à la surface de la terre (latitude, longitude, altitude, écrantage topographique, érosion de la surface rocheuse, ...). Et enfin la perte par radioactivité naturelle doit être aussi quantifiée.