Datation lanthane-cérium

La datation lanthane-cérium est une méthode de datation radiométrique basée sur la décroissance radioactive du lanthane 138 en cérium 138.

Le lanthane 138 se désintègre avec une demi-vie de 102 ± 1 Ga (milliards d'années) pour donner du baryum 138 par désintégration β⁺ (66,4 % des cas) et du cérium 138 par désintégration β⁻ (33,6 %) :

${\displaystyle _{\ 57}^{137}\mathrm {La} \to {\begin{cases}^{138}_{\ 56}\mathrm {Ba} +\ _{1}^{0}\mathrm {e} ^{+}\\^{138}_{\ 58}\mathrm {Ce} +\ _{-1}^{\;0}\mathrm {e} ^{-}\end{cases}}}$

Au fil du temps, le rapport isotopique ${\displaystyle \left({\tfrac {^{138}\mathrm {Ce} }{^{142}\mathrm {Ce} }}\right)}$ d'un minéral ou d'une roche augmente progressivement (l'isotope ${\displaystyle ^{142}\mathrm {Ce} }$ n'étant ni radioactif, ni radiogénique, garde une concentration constante), d'autant plus vite que le rapport chimique La/Ce est plus grand. Deux minéraux ou deux roches ayant à un instant initial la même composition isotopique mais des rapports chimiques La/Ce différents voient leurs rapports isotopiques ${\displaystyle \left({\tfrac {^{138}\mathrm {Ce} }{^{142}\mathrm {Ce} }}\right)}$ augmenter à des vitesses différentes : au bout d'un temps t la comparaison des deux rapports permet de calculer t. En pratique on utilise une méthode isochrone analogue à celle qu'on emploie pour la datation rubidium-strontium ou la datation samarium-néodyme^[1].

La méthode lanthane-cérium a été exposée pour la première fois en 1982, et appliquée à la datation d'un gabbro du Bushveld (Afrique du Sud) : cette datation et la datation par la méthode samarium-néodyme ont donné le même âge à la précision expérimentale près (2,39 ± 0,48 et 2,05 ± 0,09 Ga, respectivement)^[1]. Comme pour d'autres systèmes père-fils (rubidium-strontium, samarium-néodyme, etc.), le rapport isotopique initial de l'isochrone, ${\displaystyle \left({\tfrac {^{138}\mathrm {Ce} }{^{142}\mathrm {Ce} }}\right)_{0}}$, apporte aussi une information pétrogénétique^[1].

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