{"id":2663,"date":"2020-09-20T16:02:28","date_gmt":"2020-09-20T14:02:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=2663"},"modified":"2020-10-28T14:45:02","modified_gmt":"2020-10-28T13:45:02","slug":"la-datation-scientifique-de-la-terre-elements-utiles-pour-son-enseignement-article-4-4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=2663","title":{"rendered":"La datation scientifique de la Terre : \u00e9l\u00e9ments utiles pour son enseignement &#8211; ARTICLE 4\/4"},"content":{"rendered":"<p>par Julien Cartier, professeur de SVT au lyc\u00e9e Carnot de Cannes<\/p>\n<p><strong>Avant-propos<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cette s\u00e9rie d\u2019articles vise \u00e0 fournir aux professeurs de SVT intervenant en enseignement scientifique de premi\u00e8re des ressources utiles pour b\u00e2tir leur cours sur la datation scientifique de la Terre. <!--more-->Or, s\u2019agissant d\u2019histoire des sciences il importe de se m\u00e9fier par-dessus tout des caricatures qui abondent, h\u00e9las, dans la litt\u00e9rature de vulgarisation comme sur internet. Ainsi, contrairement \u00e0 ce qu\u2019on lit un peu partout Ussher fut bien davantage un historien qu\u2019un th\u00e9ologien, Buffon n\u2019a pas escamot\u00e9 ses datations par peur de l\u2019Inquisition et Darwin n\u2019a jamais dat\u00e9 le globe terrestre. Les raccourcis et les id\u00e9es re\u00e7ues brossent un tableau mensonger de la Science o\u00f9 quelques g\u00e9nies en lutte contre l\u2019obscurantisme parviennent, seuls, \u00e0 faire progresser l\u2019entendement humain vers des v\u00e9rit\u00e9s ind\u00e9passables. Pour y rem\u00e9dier il importe de revenir aux sources, c\u2019est-\u00e0-dire aux \u00e9crits de tous ces savants dont la pens\u00e9e et les travaux ont aliment\u00e9 le questionnement scientifique vis-\u00e0-vis de l\u2019\u00e2ge de notre plan\u00e8te. Au lieu de se moquer de leurs erreurs il convient de souligner leur nature f\u00e9conde. Plut\u00f4t que de consid\u00e9rer que ceux qui autrefois ont pens\u00e9 autre chose que ce que l\u2019on pense aujourd\u2019hui ont forc\u00e9ment mal pens\u00e9, il faut garder \u00e0 l\u2019esprit que penser faux ce n\u2019est pas n\u00e9cessairement mal penser. Buffon, Cuvier ou encore Kelvin, pour ne prendre que ces trois exemples, \u00e9taient tout sauf des idiots ou de mauvais scientifiques. Mais la coh\u00e9rence de leurs th\u00e9ories n\u2019appara\u00eet qu\u2019\u00e0 la condition de s\u2019int\u00e9resser aux savoirs de leurs \u00e9poques respectives. \u00c0 d\u00e9faut, nos condamnations se r\u00e9duisent souvent \u00e0 des jugements anachroniques.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Voil\u00e0 pourquoi on trouvera dans ces articles de tr\u00e8s nombreux extraits des ouvrages de ces savants, pour la plupart disponibles en ligne sur le site de la BnF, <em>Gallica<\/em>, ou dans la biblioth\u00e8que num\u00e9rique <em>Google Books<\/em>. Deux types de lecture sont possibles\u00a0: soit le texte et les citations, soit pour le lecteur press\u00e9 le texte seul. L\u2019ensemble des articles forme un tout coh\u00e9rent, mais sa longueur m\u2019a incit\u00e9 \u00e0 le subdiviser en plusieurs parties afin d\u2019en faciliter la lecture par un coll\u00e8gue d\u00e9sireux d\u2019y puiser rapidement des ressources p\u00e9dagogiques.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Concernant la bibliographie contemporaine, il me semble que l\u2019enseignant se trouve surtout confront\u00e9 \u00e0 la difficult\u00e9 de choisir parmi l\u2019abondance de titres \u00e0 sa disposition. Aussi me para\u00eet-il opportun de limiter la bibliographie correspondante aux quelques titres suivants, tous remarquables et d\u2019une lecture ais\u00e9e\u00a0:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">Stephen Jay Gould, <em>Aux racines du temps<\/em>, 1987<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Fran\u00e7ois Ellenberger, <em>Histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 1988 (tome 1), 1994 (tome 2)<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Pascal Richet, <em>L\u2019\u00e2ge du monde<\/em>, 1999<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Vincent Deparis et Hilaire Legros, <em>Voyage \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la Terre<\/em>, 2000<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Gabriel Gohau, <em>Les sciences de la Terre au XVII<sup>e<\/sup> et XVIII<sup>e<\/sup> si\u00e8cles, naissance de la g\u00e9ologie<\/em>, 1990<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Gabriel Gohau, <em>Naissance de la g\u00e9ologie historique<\/em>, 2003<\/li>\n<\/ul>\n<p>On trouvera une bibliographie plus d\u00e9taill\u00e9e \u00e0 la fin du dernier article.<\/p>\n<p><strong>Remerciements<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Je tiens \u00e0 remercier chaleureusement Fran\u00e7ois Besset, professeur de philosophie, ami pr\u00e9cieux et grand sp\u00e9cialiste d\u2019Aristote, lequel a bien voulu m\u2019expliquer la pens\u00e9e de ce savant et se plier au fastidieux exercice consistant \u00e0 traduire les propos \u00e9sot\u00e9riques de Kepler.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Je remercie \u00e9galement Patrick Tort de m\u2019avoir orient\u00e9 vers son coll\u00e8gue Guido Chiesura qui m\u2019a fort aimablement communiqu\u00e9 des extraits de l\u2019ouvrage que Sandra Herbert a consacr\u00e9 au travail g\u00e9ologique de Darwin. Mme. Herbert elle-m\u00eame a tr\u00e8s gentiment r\u00e9pondu \u00e0 mes questions et m\u2019a permis de comprendre comment Darwin \u00e9tait parvenu \u00e0 calculer l\u2019\u00e2ge de la vall\u00e9e de Weald. Je lui en sais gr\u00e9.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Enfin, j\u2019exprime la plus sinc\u00e8re gratitude \u00e0 Jeanne Passoni dont la patiente relecture de mes manuscrits permet d\u2019en expurger les fautes d\u2019orthographe qui s\u2019y forment aussi s\u00fbrement que le plomb radiog\u00e9nique dans les m\u00e9t\u00e9orites.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ce travail est d\u00e9di\u00e9 \u00e0 mon regrett\u00e9 professeur Jean-Marc Drouin, dont les cours au Mus\u00e9um National d\u2019Histoire Naturelle et les livres inestimables, m\u2019ont donn\u00e9 le go\u00fbt de l\u2019histoire et de l\u2019\u00e9pist\u00e9mologie des sciences.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span style=\"font-size: 14pt; color: #000000;\"><strong>ARTICLE 4\/4\u00a0: l\u2019empire de lord Kelvin et le poids des atomes<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: left;\"><a href=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=2626\"><span style=\"font-size: 12pt;\">ARTICLE 1\/4\u00a0: de l\u2019\u00e9ternit\u00e9 aux mondes \u00e9ph\u00e9m\u00e8res<\/span><\/a><\/p>\n<p>ARTICLE 2\/4\u00a0: les chronom\u00e8tres naturels, de Halley \u00e0 Buffon<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=2652\"><span style=\"font-size: 12pt;\">ARTICLE 3\/4\u00a0: la Terre sans \u00e2ge, de Lyell \u00e0 Darwin<\/span><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>De Buffon \u00e0 Kelvin<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">R\u00e9trospectivement le travail de Buffon souffre d\u2019un biais majeur\u00a0: il suppose que la temp\u00e9rature de la Terre est uniforme. Souvenons-nous qu\u2019il arr\u00eate le chronom\u00e8tre lorsque la temp\u00e9rature du boulet devient \u00e9gale \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante. Buffon imagine donc que dans un pass\u00e9 relativement r\u00e9cent la surface terrestre \u00e9tait plus chaude qu\u2019aujourd\u2019hui, alors que nous consid\u00e9rons que la temp\u00e9rature de surface a relativement peu vari\u00e9 depuis des centaines de millions d\u2019ann\u00e9es (les variations climatiques mises \u00e0 part). En r\u00e9alit\u00e9, Buffon mesure la temp\u00e9rature de la surface du boulet, pas sa temp\u00e9rature interne.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">On l\u2019a dit Kelvin ne partage pas la conception de Lyell d\u2019une Terre \u00e9ternellement chaude. Il pense au contraire que la plan\u00e8te se refroidit peu \u00e0 peu. Mais, contrairement \u00e0 Buffon, Kelvin sait que le refroidissement d\u2019un objet ne se r\u00e9alise pas de mani\u00e8re uniforme. Pour le comprendre il n\u2019y a rien de mieux qu\u2019une dinde sortant du four. A cet instant, notre dinde pr\u00e9sente une temp\u00e9rature uniforme de 200\u00b0C. Puis, elle commence \u00e0 se refroidir.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, poursuivons notre comparaison. La dinde ne se refroidit pas de fa\u00e7on homog\u00e8ne\u00a0:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-2666 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21.jpg\" alt=\"\" width=\"1139\" height=\"637\" srcset=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21.jpg 1139w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21-1024x573.jpg 1024w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21-768x430.jpg 768w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/21-436x244.jpg 436w\" sizes=\"auto, (max-width: 1139px) 100vw, 1139px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">C&rsquo;est d&rsquo;abord la surface de la dinde qui se refroidit tandis que l&rsquo;int\u00e9rieur reste br\u00fblant. Les cuisiniers le savent\u00a0: le c\u0153ur de la dinde continue de cuire apr\u00e8s \u00eatre sortie du four et il faut se m\u00e9fier de cette cuisson \u00e0 l\u2019air libre capable de g\u00e2cher le plat.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Comparons avec la variation de la temp\u00e9rature \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur de la Terre. Attention, on a tendance \u00e0 \u00ab\u00a0lire\u00a0\u00bb cette image de haut en bas et de gauche \u00e0 droite, alors que le sens de lecture le plus pertinent est exactement inverse\u00a0:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-2667 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22.jpg\" alt=\"\" width=\"1056\" height=\"807\" srcset=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22.jpg 1056w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22-300x229.jpg 300w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22-1024x783.jpg 1024w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22-768x587.jpg 768w, https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2020\/09\/22-436x333.jpg 436w\" sizes=\"auto, (max-width: 1056px) 100vw, 1056px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">On peut donc l\u00e9gitimement comparer la Terre a une dinde en train de se refroidir : l&rsquo;int\u00e9rieur est encore tr\u00e8s chaud, tandis que la couche froide en surface correspond \u00e0 la lithosph\u00e8re, ce que les g\u00e9ologues appellent une \u00ab\u00a0couche limite thermique\u00a0\u00bb. Plus la Terre est ancienne, plus elle s\u2019est refroidie, et plus elle s\u2019est refroidie plus sa lithosph\u00e8re est \u00e9paisse. Voil\u00e0 le raisonnement que va utiliser Kelvin.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cette brillante id\u00e9e il la doit \u00e0 la lecture du travail d\u2019un math\u00e9maticien et physicien fran\u00e7ais, Joseph Fourier. En 1822 il publie les r\u00e9sultats des recherches qu\u2019il m\u00e8ne depuis plus de 10 ans sur la diffusion de la chaleur\u00a0:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Joseph Fourier, Th\u00e9orie analytique de la chaleur, 1822<\/strong><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>\u00a0<\/strong>Les effets de la chaleur sont assujettis \u00e0 des lois constantes que l\u2019on ne peut d\u00e9couvrir sans le secours de l\u2019analyse math\u00e9matique. La Th\u00e9orie que nous allons exposer a pour objet de d\u00e9montrer ces lois ; elle r\u00e9duit toutes les recherches physiques, sur la propagation de la chaleur, \u00e0 des questions de calcul int\u00e9gral dont les \u00e9l\u00e9ments sont donn\u00e9s par l\u2019exp\u00e9rience. Aucun sujet n\u2019a des rapports plus \u00e9tendus avec les progr\u00e8s de l\u2019industrie et ceux des sciences naturelles ; car l\u2019action de la chaleur est toujours pr\u00e9sente, elle p\u00e9n\u00e8tre tous les corps et les espaces, elle influe sur les proc\u00e9d\u00e9s des arts, et concourt \u00e0 tous les ph\u00e9nom\u00e8nes de l\u2019univers. Lorsque la chaleur est in\u00e9galement distribu\u00e9e entre les diff\u00e9rents points d\u2019une masse solide, elle tend \u00e0 se mettre en \u00e9quilibre, et passe lentement des parties plus \u00e9chauff\u00e9es dans celles qui le sont moins ; en m\u00eame temps elle se dissipe par la surface, et se perd dans le milieu ou dans le vide. Cette tendance \u00e0 une distribution uniforme, et cette \u00e9mission spontan\u00e9e qui s\u2019op\u00e8re \u00e0 la surface des corps, changent continuellement la temp\u00e9rature des diff\u00e9rents points. La question de la propagation de la chaleur consiste \u00e0 d\u00e9terminer quelle est la temp\u00e9rature de chaque point d\u2019un corps \u00e0 un instant donn\u00e9, en supposant que les temp\u00e9ratures initiales sont connues (\u2026) Si l\u2019on place une masse solide homog\u00e8ne, de form\u00e9 sph\u00e9rique ou cubique, dans un milieu entretenu \u00e0 une temp\u00e9rature constante, et qu\u2019elle y demeure tr\u00e8s longtemps plong\u00e9e, elle acquerra dans tous ses points une temp\u00e9rature tr\u00e8s peu diff\u00e9rente de celle du fluide. Supposons qu\u2019on l\u2019en retire pour la transporter dans un milieu plus froid, la chaleur commencera \u00e0 se dissiper par la surface ; les temp\u00e9ratures des diff\u00e9rents points de la masse ne seront plus sensiblement les m\u00eames, et si on la suppose divis\u00e9e en une infinit\u00e9 de couches par des surfaces parall\u00e8les \u00e0 la surface ext\u00e9rieure, chacune de ces couches transmettra, dans un instant, une certaine quantit\u00e9 de chaleur \u00e0 celle qui l\u2019enveloppe (\u2026) On consid\u00e9rera ensuite que, pendant la dur\u00e9e du refroidissement, il s\u2019\u00e9coule \u00e0 chaque instant, par la surface ext\u00e9rieure, une certaine quantit\u00e9 de chaleur qui passe dans le milieu. La valeur de cette quantit\u00e9 n\u2019est pas constante ; elle est plus grande au commencement du refroidissement (p.2-6).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">De 1841 \u00e0 1843, Kelvin \u00e9crit plusieurs articles sur les lois de Fourier, et dans les ann\u00e9es qui suivent\u00a0 il envisage la possibilit\u00e9 de dater la Terre \u00e0 l\u2019aide des donn\u00e9es g\u00e9othermiques (<em>De Motu Caloris per Terrae Corpus<\/em>, 1841\u00a0; <em>On the distribution of the heat through the body of the earth<\/em>, 1846). Mais, \u00e0 l\u2019\u00e9poque le gradient g\u00e9othermique \u00e9tait encore trop mal connu pour mener \u00e0 bien cette datation.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ce probl\u00e8me a \u00e9t\u00e9 r\u00e9solu lorsqu\u2019en 1861 il d\u00e9cide de se repencher sur la question. On estime alors le gradient g\u00e9othermique aux alentours de 36\u00b0C\/km, un ordre de grandeur tout \u00e0 fait acceptable. Encore faut-il savoir qu\u2019au XIX<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle on pense que la temp\u00e9rature originelle de la Terre \u00e9tait tr\u00e8s pr\u00e9cis\u00e9ment de 3900\u00b0C, car c\u2019est la temp\u00e9rature que l\u2019on pr\u00eate alors &#8211; \u00e0 tort &#8211; aux roches en fusion. A raison de 36\u00b0C\/km, cette temp\u00e9rature maximale doit donc \u00eatre atteinte \u00e0 moins de 100 km de profondeur (80,5 km pr\u00e9cis\u00e9ment).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kelvin est n\u00e9anmoins contraint d\u2019\u00e9mettre deux hypoth\u00e8ses : tout d\u2019abord que la Terre soit enti\u00e8rement solide et relativement homog\u00e8ne dans sa composition (ce qui exclu une structure en couches concentriques de nature diff\u00e9rentes), ensuite que le refroidissement se fait uniquement par conduction (pas de convection donc).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Normalement, la loi de Fourier appliqu\u00e9e \u00e0 une sph\u00e8re consid\u00e8re la diffusion de la chaleur dans les 3 dimensions (x, y, z). Mais, comme la couche froide \u00e0 la surface de la Terre o\u00f9 la temp\u00e9rature varie est tr\u00e8s mince, Kelvin estime que l\u2019on peut se limiter \u00e0 une seule dimension (z). Ce qui nous donne\u00a0l\u2019\u00e9quation suivante\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">dT\/dz = T<sub>0<\/sub> \/ (t . k. \u03c0)<\/p>\n<p>dT\/dz = variation de la temp\u00e9rature en fonction de la profondeur = gradient g\u00e9othermique = 36\u00b0C \/ km<\/p>\n<p>T<sub>0<\/sub> = 3900\u00b0C<\/p>\n<p>t = temps<\/p>\n<p>k = constante de diffusion des roches, d\u00e9termin\u00e9e en laboratoire par Kelvin \u00e0 1,2.10<sup>-6<\/sup> m<sup>2<\/sup>\/s<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Le 1<sup>er<\/sup> janvier 1862, Kelvin pr\u00e9sente ses r\u00e9sultats dans un article intitul\u00e9 \u00ab\u00a0<em>On the secular cooling of the Earth<\/em>\u00a0\u00bb (Sur le refroidissement s\u00e9culaire de la Terre) publi\u00e9 dans la revue scientifique <em>Tra<\/em><em>nsactions of the Royal Society of Edinburgh<\/em>. Et il commence par une attaque implicitement adress\u00e9e \u00e0 Lyell\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Depuis dix-huit ans, j&rsquo;ai insist\u00e9 sur le fait que les principes essentiels de la thermodynamique ont \u00e9t\u00e9 n\u00e9glig\u00e9s par les g\u00e9ologues qui, sans compromis, s&rsquo;opposent \u00e0 toutes les hypoth\u00e8ses catastrophistes, et soutiennent que (\u2026) les ph\u00e9nom\u00e8nes n&rsquo;ont jamais \u00e9t\u00e9 plus violents dans le pass\u00e9 qu&rsquo;ils ne le sont actuellement. Il est tout \u00e0 fait certain que le syst\u00e8me solaire n\u2019a pas pu fonctionner, comme il le fait actuellement, pendant plusieurs centaines de milliers ou de millions d&rsquo;ann\u00e9es, sans perte irr\u00e9vocable (par dissipation) d&rsquo;une proportion consid\u00e9rable de toute l&rsquo;\u00e9nergie initialement en r\u00e9serve dans la chaleur du soleil et dans la chaleur de la Terre (plutonique) (\u2026) Le fait que la temp\u00e9rature augmente avec la profondeur implique une perte de chaleur par conduction, de l&rsquo;int\u00e9rieur vers l&rsquo;ext\u00e9rieur \u00e0 travers la cro\u00fbte sup\u00e9rieure. Par cons\u00e9quent, puisque la cro\u00fbte sup\u00e9rieure ne devient pas plus chaude d&rsquo;ann\u00e9e en ann\u00e9e, il doit exister une perte s\u00e9culaire de chaleur de toute la Terre (\u2026) Il est certain que soit la Terre devient dans l&rsquo;ensemble plus froide au cours du temps, soit la chaleur est g\u00e9n\u00e9r\u00e9e \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur par une r\u00e9action chimique. Il faut alors supposer, comme l\u2019a fait Lyell,\u00a0 que les substances, combin\u00e9es entre elles, peuvent \u00eatre \u00e0 nouveau s\u00e9par\u00e9es par \u00e9lectrolyse, sous l\u2019effet de la chaleur lib\u00e9r\u00e9e par leur combinaison, de sorte que ce ph\u00e9nom\u00e8ne chimique continuerait dans un cycle sans fin, violant les principes de la philosophie naturelle, exactement de la m\u00eame fa\u00e7on que le ferait une horloge qui se remonterait automatiquement afin de fonctionner \u00e9ternellement pour r\u00e9pondre aux attentes de son ing\u00e9nieux inventeur.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kelvin propose alors une fourchette de datations\u00a0allant de 98 \u00e0 200 millions d\u2019ann\u00e9es\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Pour les g\u00e9ologues qui ont besoin des p\u00e9riodes les plus longues, la meilleure option correspond \u00e0 la th\u00e9orie de Leibniz qui suppose simplement que la Terre a \u00e9t\u00e9 \u00e0 un moment enti\u00e8rement \u00e0 l\u2019\u00e9tat de liquide incandescent, sans expliquer comment elle serait entr\u00e9e dans cet \u00e9tat. Si nous supposons que la temp\u00e9rature de la roche en fusion \u00e9tait d\u2019environ\u00a0 10 000\u00b0F (5538\u00b0C), une estimation tr\u00e8s haute, la consolidation peut avoir eu lieu il y a 200 millions d\u2019ann\u00e9es. Mais, si nous supposons que la temp\u00e9rature de la roche en fusion \u00e9tait de 7000\u00b0F (3871\u00b0C), ce qui correspond \u00e0 l\u2019estimation la plus courante, on peut supposer que la consolidation a eu lieu il y a 98 millions d\u2019ann\u00e9es. Ces estimations sont fond\u00e9es sur la solution de Fourier.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Prudent, il pr\u00e9cise que l\u2019on doit \u00e9largir cette fourchette entre 20 et 400 millions d\u2019ann\u00e9es\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Mais nous sommes tr\u00e8s ignorant des effets des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es sur la modification des conductivit\u00e9s, des chaleurs sp\u00e9cifiques des roches, et de leur chaleur latente de fusion. Nous devons donc admettre des limites tr\u00e8s larges dans l\u2019estimation que j\u2019ai tent\u00e9 de r\u00e9aliser. Cependant, je pense que nous pouvons dire avec une grande probabilit\u00e9 que la consolidation ne peut avoir eu lieu il y a moins de 20 millions d\u2019ann\u00e9es, sans quoi nous observerions une chaleur souterraine sup\u00e9rieure \u00e0 celle que nous mesurons actuellement, ni il y a plus de 400 millions d\u2019ann\u00e9es.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">L\u2019article s\u2019ach\u00e8ve sur le rappel que son travail suppose une Terre majoritairement solide, afin d\u2019\u00e9carter les transferts de chaleur par convection\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">J&rsquo;ai r\u00e9cemment d\u00e9montr\u00e9, concernant l&rsquo;\u00e9tat actuel de la Terre int\u00e9rieur, qu&rsquo;il n&rsquo;est pas, comme on le suppose commun\u00e9ment, enti\u00e8rement liquide sous une mince cro\u00fbte de 30 \u00e0 100 miles d&rsquo;\u00e9paisseur, mais que la Terre est dans l&rsquo;ensemble plus rigide qu&rsquo;un globe solide continu de verre du m\u00eame diam\u00e8tre, et probablement qu\u2019un en acier.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La datation de Kelvin s\u2019accordait plut\u00f4t bien avec celle de Phillips (98 millions d\u2019ann\u00e9es pour l\u2019ensemble de la colonne stratigraphique), lequel est d\u2019ailleurs cit\u00e9 dans l\u2019article pr\u00e9c\u00e9dent comme l\u2019un des g\u00e9ologues \u00e0 l\u2019origine de la d\u00e9termination du gradient g\u00e9othermique. Mais, l\u2019entente sera de courte dur\u00e9e. Car quelques mois plus tard Kelvin publie un nouvel article dans la revue <em>Macmillan\u2019s Magazine,<\/em> intitul\u00e9 \u00ab\u00a0<em>On the Age of the Sun\u2019s Heat<\/em>\u00a0\u00bb (L\u2019\u00e2ge de la chaleur du Soleil). A cette \u00e9poque deux hypoth\u00e8ses s\u2019affrontent \u00e0 propos de l\u2019origine de l\u2019\u00e9nergie solaire. Certains imaginent que notre \u00e9toile est continuellement aliment\u00e9e par une pluie de poussi\u00e8res et d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes qui lui servent de combustibles. D\u2019autres d\u00e9fendent que le Soleil s\u2019est form\u00e9 par accr\u00e9tion de poussi\u00e8res et d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes dont l\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique a \u00e9t\u00e9 convertie en chaleur. Kelvin \u00e9tait progressivement devenu un partisan de la seconde hypoth\u00e8se. Dans cet article, il tente d\u2019estimer l\u2019\u00e2ge du Soleil en fonction de la vitesse de sa contraction gravitationnelle. Les donn\u00e9es pr\u00e9cises font largement d\u00e9faut aussi est-il contraint de sp\u00e9culer sur la densit\u00e9 des diff\u00e9rentes parties de l\u2019\u00e9toile ou encore sur la chaleur qu\u2019elle rayonne (loin de la pr\u00e9cision des calculs du travail sur l\u2019\u00e2ge de la Terre, on croirait revoir les estimations au doigt mouill\u00e9 de Darwin). Cela ne l\u2019emp\u00eache pas de proposer une fourchette d\u2019\u00e2ges th\u00e9oriques\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Cela prolongerait trop cet article et exigerait de nombreux d\u00e9veloppements math\u00e9matiques pour expliquer pleinement les principes sur lesquels se fonde cette derni\u00e8re estimation. Il suffit de dire que des corps, tous beaucoup plus petits que le soleil, tombant ensemble d&rsquo;un \u00e9tat de repos relatif (\u2026) et formant un globe de densit\u00e9 uniforme \u00e9gale en masse et en diam\u00e8tre au soleil, g\u00e9n\u00e9rerait une quantit\u00e9 de chaleur qui, calcul\u00e9e avec pr\u00e9cision selon les principes de Joule et les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux, ne serait que 20 000 000 fois l&rsquo;estimation de Pouillet de la quantit\u00e9 annuelle de rayonnement solaire. Cependant, la densit\u00e9 du soleil doit, selon toute probabilit\u00e9, augmenter beaucoup vers son centre, et donc celui-ci doit lib\u00e9rer une quantit\u00e9 de chaleur consid\u00e9rablement plus grande que celle qui doit \u00eatre suppos\u00e9e si sa densit\u00e9 \u00e9tait homog\u00e8ne. De plus, on ne sait pas quelle quantit\u00e9 de chaleur a pu \u00eatre dissip\u00e9e par la r\u00e9sistance et les chocs mineurs avant l\u2019agglom\u00e9ration finale (\u2026) Il semble donc, dans l&rsquo;ensemble, tr\u00e8s probable que le soleil n&rsquo;ait pas illumin\u00e9 la Terre depuis plus de 100 millions d\u2019ann\u00e9es, et presque certain qu&rsquo;il ne l&rsquo;a pas fait depuis plus de 500 millions d\u2019ann\u00e9es.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Le Soleil aurait donc entre 20 et 500 millions d\u2019ann\u00e9es. Et Kelvin en profite pour r\u00e9gler son compte \u00e0 l\u2019estimation de Darwin\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Que devons-nous penser des estimations g\u00e9ologiques donnant 300 millions d\u2019ann\u00e9es pour la d\u00e9nudation du Weald ? Est-il plus probable que les conditions physiques de la mati\u00e8re solaire diff\u00e8rent 1 000 fois de ce que la thermodynamique nous oblige \u00e0 supposer; ou qu&rsquo;une mer agit\u00e9e, avec peut-\u00eatre des mar\u00e9es de la Manche d&rsquo;une extr\u00eame violence, devrait empi\u00e9ter sur une falaise de craie 1 000 fois plus rapidement que l&rsquo;estimation de M. Darwin d&rsquo;un pouce par si\u00e8cle ?<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En r\u00e9alit\u00e9, les critiques de Kelvin vont devenir de plus en plus virulentes. Voici par exemple la premi\u00e8re phrase du discours qu\u2019il prononce le 27 f\u00e9vrier 1868 devant la Soci\u00e9t\u00e9 G\u00e9ologique de Glasgow (il sera publi\u00e9 la m\u00eame ann\u00e9e sous le titre <em>On Geological time<\/em>)\u00a0: <span style=\"color: #3366ff;\">\u00ab\u00a0une GRANDE r\u00e9forme de la sp\u00e9culation g\u00e9ologique semble \u00eatre devenue n\u00e9cessaire\u00a0\u00bb.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kelvin concentre ses attaques sur John Playfair, un g\u00e9ologue qui popularisa les travaux de James Hutton consid\u00e9r\u00e9 comme le p\u00e8re de l\u2019uniformitarisme. C\u2019est un moyen d\u2019attaquer indirectement Charles Lyell, relativement prot\u00e9g\u00e9 par sa notori\u00e9t\u00e9 et son prestige. L\u2019article de Kelvin lui offre une nouvelle fois l\u2019occasion d\u2019affirmer que la Terre doit \u00eatre bien moins vieille que ne le pr\u00e9tendent certains g\u00e9ologues. Il ne cache pas que le calcul de son \u00e2ge est rendu compliqu\u00e9 par la difficult\u00e9 que rencontrent les scientifiques \u00e0 mesurer pr\u00e9cis\u00e9ment le gradient g\u00e9othermique. N\u00e9anmoins, s\u2019appuyant une nouvelle fois sur son estimation de l\u2019\u00e2ge du Soleil, il termine en affirmant que le globe terrestre ne doit pas avoir plus de 100 millions d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">C\u2019est Thomas Henry Huxley, le c\u00e9l\u00e8bre ami de Darwin, qui r\u00e9pondit \u00e0 Kelvin dans un article publi\u00e9 en 1869 et intitul\u00e9 <em>On geological reform<\/em>\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Les math\u00e9matiques peuvent \u00eatre compar\u00e9es \u00e0 un moulin&#8230; ce que vous en retirez d\u00e9pend de ce que vous y mettez ; et comme le meilleur moulin du monde n&rsquo;extraira jamais de la farine de bl\u00e9 \u00e0 partir de graines de pois, les pages de formules n&rsquo;obtiendront jamais un r\u00e9sultat d\u00e9finitif \u00e0 partir de donn\u00e9es impr\u00e9cises.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cela r\u00e9sume assez bien le point de vue d\u2019un grand nombre de g\u00e9ologues \u00e0 cette \u00e9poque, lequel pourrait s\u2019\u00e9noncer ainsi\u00a0: les calculs des physiciens sont peut-\u00eatre impressionnants mais leurs r\u00e9sultats ne sont pas fiables parce qu\u2019ils reposent sur des donn\u00e9es discutables. Et nous connaissons bien l\u2019imperfection de ces chiffres puisqu\u2019ils proviennent des \u00e9tudes que nous r\u00e9alisons sur le terrain.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, tous les g\u00e9ologues ne partagent pas cette opinion et certains vont m\u00eame s\u2019efforcer de produire des datations compatibles avec celles de Kelvin, par exemple en r\u00e9\u00e9valuant les vitesses d\u2019\u00e9rosion et de s\u00e9dimentation. Outre John Phillips, c\u2019est par exemple le cas du sp\u00e9cialiste de l\u2019\u00e9rosion fluviale Archibald Geikie.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Parmi les m\u00e9thodes originales datant de cette fin du XIX<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle on peut citer celle de Georges Howard Darwin, le cinqui\u00e8me enfant de Charles, physicien tr\u00e8s proche de Kelvin, qui en 1879, dans un article intitul\u00e9 <em>On the precession of a viscous spheroid, and on the remote history of the Earth<\/em>, se fonde sur la vitesse \u00e0 laquelle la Lune s\u2019\u00e9loigne de la Terre pour calculer que les deux astres devaient \u00eatre r\u00e9unis il y a seulement 54 millions d\u2019ann\u00e9es (en v\u00e9rit\u00e9 il s\u2019agit de l\u2019estimation la plus basse). On conna\u00eet \u00e9galement le travail du physicien et g\u00e9ologue John Joly qui en 1899, red\u00e9couvrant le chronom\u00e8tre imaginait par Halley presque deux si\u00e8cles plus t\u00f4t, essaye de d\u00e9terminer le temps n\u00e9cessaire pour que l\u2019apport en sel des rivi\u00e8res conduise \u00e0 la salinit\u00e9 actuelle des oc\u00e9ans. Joly ne se base que sur le taux de sodium. Connaissant sa teneur moyenne dans l\u2019eau de mer, il estime la quantit\u00e9 totale de sodium dans les oc\u00e9ans \u00e0 15,627.10<sup>15<\/sup> tonnes et les apports continentaux \u00e0 27 180 km<sup>3<\/sup> d\u2019eau de rivi\u00e8re \u00e0 raison de 5,787g de sodium par m<sup>3<\/sup>. Il trouve ainsi 99 millions d\u2019ann\u00e9es, qu\u2019il ram\u00e8ne \u00e0 un intervalle compris entre 80 et 89 millions en tenant compte de quelques facteurs secondaires (ce travail est publi\u00e9 dans un article intitul\u00e9 <em>An estimate of the geological age of the Earth<\/em>). Bien s\u00fbr le calcul de Joly est faux puisqu\u2019il ignore que les roches du plancher oc\u00e9anique fixent le sel. Mais, pour sa d\u00e9charge, il faut se souvenir qu\u2019\u00e0 cette \u00e9poque personne ne sait que le fond des mers est compos\u00e9 de basaltes. En revanche, sa proposition s\u2019accordait d\u00e9j\u00e0 fort mal avec le fait que les roches s\u00e9dimentaires marines les plus vieilles semblaient tout aussi riches en sel que les r\u00e9centes et qu\u2019elles renfermaient des organismes fossilis\u00e9s dont les formes \u00e9taient semblables aux esp\u00e8ces actuelles adapt\u00e9es \u00e0 la vie en eau sal\u00e9e.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Le divorce va encore s\u2019accentuer lorsqu\u2019en 1893, Clarence King, un g\u00e9ologue am\u00e9ricain, parvient \u00e0 la conclusion que la temp\u00e9rature maximale des roches terrestres ne doit pas exc\u00e9der 2000\u00b0C et non 3900\u00b0C comme Kelvin le supposait initialement. Il r\u00e9dige alors un article (<em>The age of the earth<\/em>) aboutissant \u00e0 un \u00e2ge d\u2019\u00e0 peine 24 millions d\u2019ann\u00e9es pour aboutir au gradient g\u00e9othermique actuel. C\u2019est cette nouvelle estimation que Kelvin d\u00e9fendra sur la fin de sa vie, s\u2019attirant non seulement l\u2019hostilit\u00e9 des g\u00e9ologues, y compris de vieux partisans comme Geikie, mais aussi des biologistes qui ne voient pas comment concilier leur r\u00e9volution \u00e9volutionniste avec une chronologie aussi courte.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Le dernier chronom\u00e8tre<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">On croit g\u00e9n\u00e9ralement que l\u2019erreur de Kelvin s\u2019explique par l\u2019absence de prise en compte de la chaleur produite par la radioactivit\u00e9, laquelle radioactivit\u00e9 ne fut d\u00e9couverte qu\u2019en 1896 et sa capacit\u00e9 \u00e0 lib\u00e9rer une grande quantit\u00e9 de chaleur en 1903. C\u2019est parfaitement exact en ce qui concerne l\u2019\u00e2ge du Soleil. Mais, cette correction ne changerait pratiquement rien \u00e0 son calcul de l\u2019\u00e2ge de la Terre. En effet, Kelvin consid\u00e8re que depuis la formation de la Terre seule la chaleur contenue dans les 80 premiers kilom\u00e8tres de profondeur a pu diffuser jusqu\u2019\u00e0 la surface. S\u2019il avait connu la radioactivit\u00e9 il aurait donc modifi\u00e9 son raisonnement afin de prendre en compte la quantit\u00e9 de chaleur d\u2019origine radioactive issue de ces seuls 80 kilom\u00e8tres. Or, autant la quantit\u00e9 de chaleur \u00e9mise par la d\u00e9sint\u00e9gration des \u00e9l\u00e9ments radioactifs r\u00e9partis dans l\u2019ensemble du volume de la Terre est tout \u00e0 fait consid\u00e9rable, autant la quantit\u00e9 de cette chaleur form\u00e9e dans le seul volume de la lithosph\u00e8re est relativement n\u00e9gligeable dans le calcul de Kelvin.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En r\u00e9alit\u00e9, l\u2019erreur de Kelvin r\u00e9side essentiellement dans sa certitude que le globe est parfaitement solide, condition <em>sine qua non<\/em> pour y appliquer strictement les lois de Fourier. Pas question donc d\u2019envisager que l\u2019int\u00e9rieur de la plan\u00e8te puisse \u00eatre anim\u00e9 de mouvements de convection. La conviction de Kelvin repose sur son \u00e9tude des mar\u00e9es qui indique ind\u00e9niablement que les 1500 premiers kilom\u00e8tres du globe, au moins, doit \u00eatre aussi rigides que de l\u2019acier. Ce faisant il n\u00e9glige les observations des g\u00e9ologues qui, \u00e0 partir du ph\u00e9nom\u00e8ne d\u2019isostasie et des d\u00e9formations plastiques des roches (les plis), admettent la possibilit\u00e9 que les mat\u00e9riaux terrestres se comportent comme des fluides. Curieusement, c\u2019est l\u2019un de ses anciens \u00e9tudiants, John Perry, qui tente, en vain, d\u2019attirer l\u2019attention du vieil homme sur la possibilit\u00e9 qu\u2019une convection interne rallonge consid\u00e9rablement l\u2019\u00e2ge de la Terre. Il convient de noter que l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019une convection des mat\u00e9riaux terrestres a \u00e9t\u00e9 formul\u00e9e par\u00a0 Osmond Fisher dans un livre paru en 1881\u00a0: <em>Physics of the Earth&rsquo;s Crust<\/em>. Perry se contente donc de tirer les cons\u00e9quences logiques de ce ph\u00e9nom\u00e8ne sur le refroidissement des couches superficielles du globe.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Pour comprendre le r\u00f4le de la convection sur l\u2019estimation de l\u2019\u00e2ge de la Terre \u00e0 partir de son gradient g\u00e9othermique il faut revenir \u00e0 notre m\u00e9taphore de la dinde sortant du four. Bien \u00e9videmment, l\u2019int\u00e9rieur de cette dinde ne subit aucune convection. Mais, imaginons qu\u2019au lieu de la farce il s\u2019y trouve un liquide br\u00fblant. Celui-ci serait anim\u00e9 de mouvements de convections qui am\u00e8neraient en permanence du liquide chaud au contact de la couche froide situ\u00e9e en surface. Cela ralentirait consid\u00e9rablement le refroidissement de cette couche, dont l\u2019\u00e9paisseur cro\u00eetrait beaucoup plus lentement que si la chaleur de la dinde n\u2019\u00e9tait \u00e9vacu\u00e9e que par conduction.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En 1895, John Perry s\u2019adresse donc \u00e0 Kelvin par l\u2019interm\u00e9diaire de la revue <em>Nature<\/em>, cr\u00e9\u00e9e en 1869 et qui jouit d\u00e9j\u00e0 d\u2019un \u00e9cho particulier au sein de la communaut\u00e9 scientifique. Dans son article, intitul\u00e9 <em>On the age of the earth<\/em>, Perry montre qu\u2019en admettant l\u2019existence de mouvements convectifs l\u2019\u00e2ge de la Terre peut \u00eatre r\u00e9\u00e9valu\u00e9 \u00e0 plusieurs milliards d\u2019ann\u00e9es. Kelvin lui r\u00e9pond poliment dans la m\u00eame revue et, \u00e9tonnamment, semble envisager la possibilit\u00e9 qu\u2019il se soit tromp\u00e9\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Je pensais que mon intervalle de temps de 20 \u00e0 400 millions d\u2019ann\u00e9es \u00e9tait assez large, mais il est tout \u00e0 fait possible que j\u2019eusse d\u00fb placer la limite sup\u00e9rieure beaucoup plus haut, \u00e0 4000 peut-\u00eatre au lieu de 400 millions d\u2019ann\u00e9es.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, si Kelvin accepte de reconsid\u00e9rer sa datation du globe terrestre, il n\u2019en va pas de m\u00eame pour celle du Soleil. En effet, il lui semble d\u00e9sormais certain que l\u2019\u00e9nergie de cette \u00e9toile ne provient pas d\u2019une alimentation en poussi\u00e8res et autres ast\u00e9ro\u00efdes. D\u00e8s lors, la fission et la fusion nucl\u00e9aire \u00e9tant encore inconnues, il ne lui reste comme source de chaleur que la contraction gravitationnelle. Et, sur ce point, ses calculs sont formels\u00a0: le Soleil ne peut \u00eatre aussi vieux.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Survient alors, une r\u00e9volution inattendue. En 1896, Henri Becquerel d\u00e9couvre la radioactivit\u00e9. Sept ans plus tard Pierre Curie et Albert Laborde parviennent \u00e0 mesurer la chaleur \u00e9mise par la d\u00e9sint\u00e9gration du radium (d\u00e9couvert en 1897 par Marie Curie). Et cette chaleur d\u00e9passe de beaucoup tout ce que les physiciens avaient imagin\u00e9. La nouvelle fait grand bruit et pousse Robert Strutt, le fil de lord Rayleigh, \u00e0 \u00e9tudier la teneur en radium des roches et des min\u00e9raux terrestres. C\u2019est lui qui va d\u00e9couvrir qu\u2019il y a dix fois plus de radium dans la cro\u00fbte continentale que dans la cro\u00fbte oc\u00e9anique. Surtout, il montre, d\u00e8s 1905, que la quantit\u00e9 de radium dans la cro\u00fbte est si \u00e9lev\u00e9e qu\u2019il est impossible d\u2019imaginer la m\u00eame concentration dans les roches du manteau et du noyau, sans quoi la Terre se r\u00e9chaufferait au lieu de se refroidir. Il faut donc supposer que la majeure partie des \u00e9l\u00e9ments radioactifs se concentrent dans la cro\u00fbte. Soudainement, le refroidissement de la Terre ne constitue plus une limite \u00e0 l\u2019extension de son \u00e2ge. Elle dispose en r\u00e9alit\u00e9 d\u2019une immense source de chaleur interne.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Paradoxalement, la chaleur d\u2019origine radioactive rend pratiquement caduque l\u2019utilisation de la vitesse du refroidissement plan\u00e9taire comme chronom\u00e8tre naturel, car on ignore alors trop de choses sur la radioactivit\u00e9 (teneur exacte des \u00e9l\u00e9ments aux diff\u00e9rentes profondeurs, diversit\u00e9 des radio\u00e9l\u00e9ments, quantit\u00e9 de chaleur lib\u00e9r\u00e9e au cours du temps, etc.). Sans compter que la convection mantellique qui compte de plus en plus de partisans, reste trop m\u00e9connue pour pouvoir quantifier son influence sur ce refroidissement.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Il faut donc trouver un nouveau chronom\u00e8tre naturel. Et ce sont deux jeunes chimistes, futurs prix Nobel, qui vont l\u2019imaginer\u00a0: Ernest Rutherford et Frededick Soddy. En 1902, ils comprennent que la d\u00e9sint\u00e9gration d\u2019un \u00e9l\u00e9ment radioactif correspond en r\u00e9alit\u00e9 en sa transmutation en un autre \u00e9l\u00e9ment. Rutherford en d\u00e9duit une m\u00e9thode de datation\u00a0: puisque la d\u00e9sint\u00e9gration du radium donne naissance \u00e0 de l\u2019h\u00e9lium, il suffit de mesurer la concentration de ce dernier dans les min\u00e9raux pour acc\u00e9der \u00e0 leur \u00e2ge. D\u00e8s 1904, le premier \u00e9chantillon analys\u00e9 affiche 40 millions d\u2019ann\u00e9es et l\u2019ann\u00e9e suivante Rutherford annonce 140 millions d\u2019ann\u00e9es, soit d\u00e9j\u00e0 plus que l\u2019estimation haute de Kelvin. Bien s\u00fbr, les incertitudes sont nombreuses, \u00e0 commencer par la pr\u00e9sence d\u2019h\u00e9lium non radiog\u00e9nique et l\u2019imperfection des m\u00e9thodes de mesures. Ainsi, c\u2019est le m\u00eame min\u00e9ral qui entre 1904 et 1906 affiche 40, puis 140 et enfin 400 millions d\u2019ann\u00e9es, d\u00e9routant quel que peu le malheureux Rutherford\u00a0!<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Lord Kelvin meurt en 1907. Cela lui laisse le temps d\u2019assister \u00e0 cet immense chamboulement. On se souvient par exemple qu\u2019en 1904 il assiste \u00e0 une conf\u00e9rence de Rutherford, lequel raconte comment il parvint \u00e0 \u00e9viter de froisser le v\u00e9n\u00e9rable savant\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">J&rsquo;entrai dans la pi\u00e8ce, qui \u00e9tait plong\u00e9e dans une semi-obscurit\u00e9, et remarquai bient\u00f4t lord Kelvin dans l&rsquo;assistance ; je me rendis compte que j&rsquo;allais avoir quelques difficult\u00e9s avec la derni\u00e8re partie de mon intervention concernant l&rsquo;\u00e2ge de la Terre, o\u00f9 mes vues \u00e9taient en contradiction avec les siennes. \u00c0 mon grand soulagement, il s&rsquo;endormit profond\u00e9ment, mais au moment o\u00f9 j&rsquo;abordais le point important, je vis le vieil oiseau se redresser sur son si\u00e8ge, ouvrir un \u0153il et me lancer un regard torve ! Une inspiration me vint alors, et je d\u00e9clarai que lord Kelvin avait \u201c limit\u00e9 l&rsquo;\u00e2ge de la Terre \u00e0 condition qu&rsquo;aucune source nouvelle de chaleur ne soit d\u00e9couverte. Cette formulation proph\u00e9tique d\u00e9signe justement ce que nous examinons ce soir, le radium ! \u201d Et l\u00e0, merveille ! Le visage du vieux bonhomme s&rsquo;\u00e9panouit en un large sourire.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Attention, cette anecdote est sans doute \u00e0 l\u2019origine de l\u2019id\u00e9e que l\u2019erreur de Kelvin r\u00e9sultait uniquement de son ignorance de la radioactivit\u00e9, alors qu\u2019on l\u2019a vu le probl\u00e8me r\u00e9sidait surtout dans son refus de la convection mantellique. Il convient donc de garder \u00e0 l\u2019esprit que la d\u00e9claration de Rutherford visait uniquement \u00e0 m\u00e9nager la susceptibilit\u00e9 de son glorieux coll\u00e8gue.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ensuite, les \u00e2ges s\u2019envolent. Qu\u2019on en juge, en 1906 Robert Strutt attribue jusqu\u2019\u00e0 2,4 milliards d\u2019ann\u00e9es \u00e0 une roche\u00a0! Paradoxalement, ces dur\u00e9es immenses posent tout autant de difficult\u00e9s aux g\u00e9ologues que ne le faisaient les datations trop courtes de Kelvin. En effet, leurs estimations des taux de s\u00e9dimentation ou d\u2019\u00e9rosion indiquent plut\u00f4t des \u00e2ges de quelques centaines de millions d\u2019ann\u00e9es. Il faudra trois d\u00e9cennies, entre 1911 et 1931, pour que les travaux men\u00e9s par Arthur Holmes et Joseph Barrell, en m\u00ealant les donn\u00e9es issues de la radiochronologie et des autres chronom\u00e8tres naturels (en particulier les taux de s\u00e9dimentation), parviennent \u00e0 assigner des \u00e2ges qui fassent consensus aux diff\u00e9rentes p\u00e9riodes g\u00e9ologiques. Du moins jusqu\u2019au Pr\u00e9cambrien, lequel est renvoy\u00e9 au-del\u00e0 de 600 millions d\u2019ann\u00e9es. Au-del\u00e0 c\u2019est l\u2019inconnu, mais il ne fait plus gu\u00e8re de doute que l\u2019\u00e2ge de la Terre doit se chiffrer en milliard d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cependant, le chronom\u00e8tre de Rutherford pr\u00e9sente un d\u00e9faut en apparence insurmontable\u00a0: il permet de dater des roches terrestres, mais pas la plan\u00e8te elle-m\u00eame. On obtient, au mieux, l\u2019\u00e2ge de la plus vieille roche d\u00e9couverte, sans jamais \u00eatre certain qu\u2019il n\u2019en existe pas une autre plus ancienne. Et m\u00eame en admettant que les roches originelles aient subsist\u00e9 jusqu\u2019\u00e0 nous, elles seraient encore plus r\u00e9centes que la Terre puisque celle-ci, dans sa prime jeunesse, \u00e9tait enti\u00e8rement constitu\u00e9e de magma.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La fin de cette histoire est connue\u00a0: des g\u00e9ochimistes vont se tourner vers la datation des m\u00e9t\u00e9orites et en parvenant \u00e0 estimer leur \u00e2ge \u00e0 4,5 milliards d\u2019ann\u00e9es ils aboutiront \u00e0 l\u2019\u00e2ge que l\u2019on pr\u00eate encore aujourd\u2019hui \u00e0 notre plan\u00e8te. Mais, cela n\u2019a de sens qu\u2019\u00e0 la condition de supposer que la Terre a \u00e9t\u00e9 form\u00e9e par l\u2019accr\u00e9tion de ces ast\u00e9ro\u00efdes qui croisent parfois notre orbite dans l\u2019espace. D\u2019o\u00f9 vient donc cette hypoth\u00e8se\u00a0?<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Elle remonte au XVIII<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle et \u00e0 l\u2019intuition d\u2019un philosophe, Emmanuel Kant, dont l\u2019un des premiers livres s\u2019intitulait :\u00a0<em>Universal natural history and theory of the heavens<\/em> (Histoire naturelle universelle et th\u00e9orie du ciel). Autre si\u00e8cle, autre m\u0153urs. On retrouve donc dans cet ouvrage le vieil objectif d\u2019\u00e9laborer une cosmogonie reposant sur le seul jeu des lois de la nature\u00a0:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Emmanuel Kant, <em>Histoire naturelle g\u00e9n\u00e9rale et th\u00e9orie du ciel<\/em>, traduction fran\u00e7aise de 1886 (\u00e9d. originale 1755)<\/strong><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">J\u2019ai choisi un sujet qui peut para\u00eetre, \u00e0 premi\u00e8re vue, de nature \u00e0 rebuter bon nombre de lecteurs par ses difficult\u00e9s propres, et aussi parce qu\u2019il semble froisser leurs sentiments religieux. D\u00e9couvrir les lois syst\u00e9matiques qui relient les mondes cr\u00e9\u00e9s dans l\u2019\u00e9tendue de l\u2019espace infini, et d\u00e9duire de l\u2019\u00e9tat primitif de la nature, par les seules lois de la M\u00e9canique, la formation des corps c\u00e9lestes et l\u2019origine de leurs mouvements\u00a0: une telle entreprise semble d\u00e9passer de beaucoup les forces de la raison humaine. D\u2019autre part, la Religion menace de ses foudres l\u2019audacieux qui oserait attribuer \u00e0 l\u2019action de la nature seule une \u0153uvre o\u00f9 elle voit avec raison l\u2019intervention imm\u00e9diate de l\u2019\u00catre supr\u00eame, et elle craint de rencontrer dans la curiosit\u00e9 indiscr\u00e8te d\u2019une pareille tentative une apologie de l\u2019ath\u00e9isme. Je vois clairement la force de ces objections et pourtant je ne me laisse pas d\u00e9courager. Je sens toute la puissance des obstacles qui se dressent devant moi, et je ne me laisse pas abattre. Sur la foi d\u2019une simple conjecture, j\u2019ai entrepris un dangereux voyage, et d\u00e9j\u00e0 j\u2019aper\u00e7ois les avanc\u00e9es de terres nouvelles\u00a0! Ceux qui auront le courage de poursuivre cette entreprise les atteindront et auront la gloire d\u2019y attacher leur nom (pr\u00e9face).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Kant imagine tout simplement que le syst\u00e8me solaire s\u2019est form\u00e9 \u00e0 partir d\u2019une n\u00e9buleuse\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Je suppose donc que tous les mat\u00e9riaux dont se composent les sph\u00e8res, plan\u00e8tes et com\u00e8tes, qui appartiennent \u00e0 notre monde solaire, d\u00e9compos\u00e9s \u00e0 l\u2019origine des choses en leurs \u00e9l\u00e9ments primitifs, ont rempli alors l\u2019espace entier dans lequel circulent aujourd\u2019hui ces astres. Cet \u00e9tat de la nature, lorsqu\u2019on le consid\u00e8re en soi et en dehors de toute pr\u00e9occupation de syst\u00e8me, para\u00eet \u00eatre le plus simple qui ait pu succ\u00e9der au n\u00e9ant. A cette \u00e9poque, rien n\u2019avait encore pris une forme. La formation et le rassemblement de corps c\u00e9lestes isol\u00e9s, s\u00e9par\u00e9s par des intervalles proportionn\u00e9s aux attractions, leur forme qui r\u00e9sulte de l\u2019\u00e9quilibre de la mati\u00e8re amass\u00e9e pour les produire, tout cela constitue un \u00e9tat post\u00e9rieur de la nature (\u2026) Dans un espace ainsi rempli, le repos ne dure qu\u2019un instant. Les \u00e9l\u00e9ments poss\u00e8dent par essence les forces qui peuvent les mettre en mouvement, et sont pour eux-m\u00eames sources de vie. La mati\u00e8re est par suite en effort constant pour se fa\u00e7onner. Les \u00e9l\u00e9ments diss\u00e9min\u00e9s d\u2019esp\u00e8ce plus dense attirent \u00e0 eux toute la mati\u00e8re plus l\u00e9g\u00e8re qui les environne\u00a0; eux-m\u00eames, avec les mat\u00e9riaux qu\u2019ils ont d\u00e9j\u00e0 ramass\u00e9s, se r\u00e9unissent dans les points o\u00f9 existent des particules d\u2019esp\u00e8ce plus dense encore, ceux-ci \u00e0 leur tour \u00e0 d\u2019autres plus denses et ainsi de suite. Et si l\u2019on suit par la pens\u00e9e ce travail de la nature \u00e0 travers l\u2019\u00e9tendue du chaos, on voit ais\u00e9ment que la cons\u00e9quence en sera la formation de diverses masses, qui, une fois cr\u00e9\u00e9es, resteront \u00e9ternellement en repos, \u00e9quilibr\u00e9es par l\u2019\u00e9galit\u00e9 de leurs attractions mutuelles. Mais la nature tient en r\u00e9serve d\u2019autres forces, qui s\u2019exercent particuli\u00e8rement lorsque la mati\u00e8re est d\u00e9compos\u00e9e en tr\u00e8s petites particules\u00a0; ces forces font que les particules se repoussent mutuellement, et par leur lutte incessante contre l\u2019attraction, elles donnent naissance au mouvement, qui est la vie de la nature. Sous l\u2019empire de cette force de r\u00e9pulsion, qui se manifeste dans l\u2019\u00e9lasticit\u00e9 des vapeurs, la diffusion des corps odorants et l\u2019expansion de toute mati\u00e8re gazeuse, et qui est un ph\u00e9nom\u00e8ne incontestable de la nature, les \u00e9l\u00e9ments qui tombent vers les centres d\u2019attraction abandonnent la direction rectiligne de leur mouvement, et leur chute verticale se transforme en des mouvements curvilignes autour du centre d\u2019attraction (\u2026) Ce corps, qui occupe le centre d\u2019attraction, et qui va devenir le plus important du monde plan\u00e9taire par la continuelle adjonction des mat\u00e9riaux qu\u2019il attire, ce corps est le Soleil, bien qu\u2019il n\u2019ait pas encore l\u2019\u00e9clat flamboyant qui se produira sur sa surface apr\u00e8s sa compl\u00e8te formation (\u2026) Si l\u2019on examine maintenant cette mati\u00e8re \u00e9l\u00e9mentaire du monde en mouvement, dans l\u2019\u00e9tat o\u00f9 elle a \u00e9t\u00e9 amen\u00e9e par l\u2019attraction et par une suite m\u00e9canique des lois g\u00e9n\u00e9rales de la r\u00e9sistance, nous voyons un espace, compris entre deux plans peu \u00e9loign\u00e9s l\u2019un de l\u2019autre et \u00e9galement distants du plan g\u00e9n\u00e9ral d\u2019attraction, qui, \u00e0\u00a0partir du centre du Soleil, s\u2019\u00e9tend \u00e0 des distances inconnues, et dans l\u2019int\u00e9rieur duquel toutes les particules, chacune en raison de sa distance et de l\u2019attraction qui la gouverne, d\u00e9crivent d\u2019une course libre des orbites circulaires d\u00e9termin\u00e9es. Par suite, puisqu\u2019une telle distribution est celle o\u00f9 elles se g\u00eanent mutuellement le moins possible, ces particules persisteront \u00e9ternellement dans leur mouvement, \u00e0 moins que l\u2019attraction de ces particules de la mati\u00e8re primitive les unes sur les autres ne commence \u00e0 faire sentir son action et ne produise de nouvelles formations qui seront les semences d\u2019o\u00f9 na\u00eetront les plan\u00e8tes. Car, puisque les \u00e9l\u00e9ments qui se meuvent en cercles parall\u00e8les autour du Soleil, pris \u00e0 des distances du Soleil peu diff\u00e9rentes, sont presque en repos relatif en raison de l\u2019\u00e9galit\u00e9 de leurs mouvements parall\u00e8les, l\u2019attraction des \u00e9l\u00e9ments ainsi plac\u00e9s, et dou\u00e9s d\u2019une force attractive pr\u00e9pond\u00e9rante, commence aussit\u00f4t \u00e0 produire une action consid\u00e9rable\u00a0: ils provoquent la r\u00e9union des particules les plus voisines pour en former un corps, qui, \u00e0 mesure de l\u2019accroissement de sa masse, \u00e9tend de plus en plus sa sph\u00e8re d\u2019attraction, et met en mouvement pour s\u2019augmenter les \u00e9l\u00e9ments de r\u00e9gions de plus en plus \u00e9loign\u00e9es (p.149-153).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Le terme \u00ab\u00a0n\u00e9buleuse\u00a0\u00bb appara\u00eet dans le premier chapitre de l\u2019ouvrage\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Il n\u2019y a pas \u00e0 chercher longtemps dans les observations des astronomes pour rencontrer de semblables apparences. Elles ont \u00e9t\u00e9 vues par divers observateurs. On s\u2019est \u00e9tonn\u00e9 de leur raret\u00e9\u00a0; on a imagin\u00e9 sur leur compte et l\u2019on a admis tant\u00f4t les fantaisies les plus \u00e9tonnantes, tant\u00f4t des conceptions plus sp\u00e9cieuses, mais qui n\u2019avaient pas plus de fondement que les premi\u00e8res. Nous voulons parler des n\u00e9buleuses, ou plus exactement d\u2019une esp\u00e8ce particuli\u00e8re de ces astres, que M. de Maupertuis d\u00e9crit ainsi : ce sont de petites plaques lumineuses, un peu plus brillantes seulement que le fond obscur du ciel\u00a0; elles se pr\u00e9sentent dans toutes les r\u00e9gions\u00a0; elles offrent la figure d\u2019ellipses plus ou moins ouvertes\u00a0; et leur lumi\u00e8re est beaucoup plus faible que celle d\u2019aucun autre objet\u00a0que l\u2019on puisse apercevoir dans le ciel (\u2026) M. de Maupertuis, les tient, en raison de leur figure et de leur diam\u00e8tre apparent sensible, pour des corps c\u00e9lestes d\u2019une grandeur \u00e9norme, fortement aplatis par suite d\u2019une rotation rapide et qui, vus obliquement, offrent la forme ovale (p.139-140).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, Kant se trompe quant \u00e0 leur composition puisqu\u2019il y voit une r\u00e9union de nombreux soleils\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">On reconna\u00eetra ais\u00e9ment que cette derni\u00e8re explication ne peut \u00eatre accept\u00e9e. Puisque ces n\u00e9buleuses sont certainement au moins aussi \u00e9loign\u00e9es de nous que les \u00e9toiles fixes, il ne suffirait pas de leur supposer une grandeur prodigieuse, qui surpasserait des milliers de fois celle des plus grosses \u00e9toiles\u00a0: il faudrait ensuite expliquer par quel paradoxe ces corps, qui sont des soleils lumineux par eux-m\u00eames, nous paraissent, malgr\u00e9 leurs \u00e9tonnantes dimensions, comme les plus faibles et les plus p\u00e2les de tous les astres. Il est bien plus naturel et raisonnable de supposer qu\u2019une n\u00e9buleuse n\u2019est pas un unique et \u00e9norme soleil, mais un syst\u00e8me de nombreux soleils, rassembl\u00e9s en raison de leur distance dans un espace si \u00e9troit, que leur lumi\u00e8re, qui serait imperceptible pour chacun d\u2019eux isol\u00e9ment, parvient, gr\u00e2ce \u00e0 leur innombrable quantit\u00e9, \u00e0 produire une blancheur p\u00e2le et uniforme. L\u2019analogie avec le syst\u00e8me d\u2019\u00e9toiles dont nous faisons partie, leur forme qui est exactement celle qu\u2019ils doivent avoir dans notre th\u00e9orie, la faiblesse de leur lumi\u00e8re qui d\u00e9note un \u00e9loignement infini, tout concorde admirablement pour nous faire prendre ces taches elliptiques pour des mondes ordonn\u00e9s comme le n\u00f4tre, en un mot, pour des Voies lact\u00e9es semblables \u00e0 celle dont nous avons expliqu\u00e9 la constitution (p.140)<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">C\u2019est le physicien et astronome Pierre-Simon de Laplace qui en 1796 va faire le lien entre les n\u00e9buleuses et la th\u00e9orie de l\u2019accr\u00e9tion plan\u00e9taire formul\u00e9e par Kant. Il commence par r\u00e9futer la cosmogonie de Buffon\u00a0:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Pierre-Simon de Laplace, <em>Exposition du syst\u00e8me du monde<\/em>, 1796*<\/strong><\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">On a, par le Chapitre pr\u00e9c\u00e9dent, pour remonter \u00e0 la cause des mouvements primitifs du syst\u00e8me plan\u00e9taire, les cinq ph\u00e9nom\u00e8nes suivants\u00a0: les mouvements des plan\u00e8tes dans le m\u00eame sens et \u00e0 peu pr\u00e8s dans un m\u00eame plan\u00a0; les mouvements des satellites dans le m\u00eame sens que ceux des plan\u00e8tes\u00a0; les mouvements de rotation de ces diff\u00e9rents corps et du Soleil, dans le m\u00eame sens que leurs mouvements de projection et dans des plans peu diff\u00e9rents\u00a0; le peu d\u2019excentricit\u00e9 des orbes des plan\u00e8tes et des satellites\u00a0; enfin, la grande excentricit\u00e9 des orbes des com\u00e8tes, quoique leurs inclinaisons aient \u00e9t\u00e9 abandonn\u00e9es au hasard. Buffon est le seul que je connaisse, qui, depuis la d\u00e9couverte du vrai syst\u00e8me du monde, ait essay\u00e9 de remonter \u00e0 l\u2019origine des plan\u00e8tes et des satellites. Il suppose qu\u2019une com\u00e8te, en tombant sur le Soleil, en a chass\u00e9 un torrent de mati\u00e8re qui s\u2019est r\u00e9uni au loin, en divers globes plus ou moins grands et plus ou moins \u00e9loign\u00e9s de cet astre\u00a0; ces globes, devenus par leur refroidissement opaques et solides, sont les plan\u00e8tes et leurs satellites. Cette hypoth\u00e8se satisfait au premier des cinq ph\u00e9nom\u00e8nes pr\u00e9c\u00e9dents\u00a0; car il est clair que tous les corps ainsi form\u00e9s doivent se mouvoir \u00e0 peu pr\u00e8s dans le plan qui passait par le centre du Soleil et par la direction du torrent de mati\u00e8re qui les a produits\u00a0: les quatre autres ph\u00e9nom\u00e8nes me paraissent inexplicables par son moyen. (\u2026) Un ph\u00e9nom\u00e8ne, non seulement tr\u00e8s difficile \u00e0 expliquer dans cette hypoth\u00e8se, mais qui lui est contraire, est le peu d\u2019excentricit\u00e9 des orbes plan\u00e9taires. On sait par la th\u00e9orie des forces centrales que, si un corps m\u00fb dans un orbe rentrant autour du Soleil rase la surface de cet astre, il y reviendra constamment \u00e0 chacune de ses r\u00e9volutions\u00a0; d\u2019o\u00f9 il suit que, si les plan\u00e8tes avaient \u00e9t\u00e9 primitivement d\u00e9tach\u00e9es du Soleil, elles le toucheraient \u00e0 chaque retour vers cet astre, et leurs orbes, loin d\u2019\u00eatre circulaires, seraient fort excentriques. Il est vrai qu\u2019un torrent de mati\u00e8re, chass\u00e9 du Soleil, ne peut pas \u00eatre exactement compar\u00e9 \u00e0 un globe qui rase sa surface\u00a0; l\u2019impulsion que les parties de ce torrent re\u00e7oivent les unes des autres et l\u2019attraction r\u00e9ciproque qu\u2019elles exercent entre elles peuvent, en changeant la direction de leurs mouvements, \u00e9loigner leurs p\u00e9rih\u00e9lies du Soleil. Mais leurs orbes devraient toujours \u00eatre fort excentriques, ou du moins ils n\u2019auraient pu avoir tous de petites excentricit\u00e9s que par le hasard le plus extraordinaire (p.498-499).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify; padding-left: 40px;\">*cet extrait se trouve dans une note additionnelle qui ne figure pas dans les premi\u00e8res \u00e9ditions. Je le rapporte ici \u00e0 partir de la sixi\u00e8me \u00e9dition publi\u00e9e en 1835.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Puis, Laplace d\u00e9crit un ph\u00e9nom\u00e8ne d\u2019accr\u00e9tion plan\u00e9taire assez proche de celui que l\u2019on con\u00e7oit encore aujourd\u2019hui\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #3366ff;\">Pour leur avoir donn\u00e9 dans le m\u00eame sens un mouvement presque circulaire autour du Soleil, il faut que ce fluide ait environn\u00e9 cet astre comme une atmosph\u00e8re. La consid\u00e9ration des mouvements plan\u00e9taires nous conduit donc \u00e0 penser qu\u2019en vertu d\u2019une chaleur excessive, l\u2019atmosph\u00e8re du Soleil s\u2019est primitivement \u00e9tendue au del\u00e0 des orbes de toutes les plan\u00e8tes, et qu\u2019elle s\u2019est resserr\u00e9e successivement jusqu\u2019\u00e0 ses limites actuelles. Dans l\u2019\u00e9tat primitif o\u00f9 nous supposons le Soleil, il ressemblait aux n\u00e9buleuses que le t\u00e9lescope nous montre compos\u00e9es d\u2019un noyau plus ou moins brillant, entour\u00e9 d\u2019une n\u00e9bulosit\u00e9 qui, en se condensant \u00e0 la surface du noyau, le transforme en \u00e9toile. Si l\u2019on con\u00e7oit, par analogie, toutes les \u00e9toiles form\u00e9es de cette mani\u00e8re, on peut imaginer leur \u00e9tat ant\u00e9rieur de n\u00e9bulosit\u00e9 pr\u00e9c\u00e9d\u00e9 lui-m\u00eame par d\u2019autres \u00e9tats dans lesquels la mati\u00e8re n\u00e9buleuse \u00e9tait de plus en plus diffuse, le noyau \u00e9tant de moins en moins lumineux. On arrive ainsi, en remontant aussi loin qu\u2019il est possible, \u00e0 une n\u00e9bulosit\u00e9 tellement diffuse, que l\u2019on pourrait \u00e0 peine en soup\u00e7onner l\u2019existence (\u2026) Mais comment l\u2019atmosph\u00e8re solaire a-t-elle d\u00e9termin\u00e9 les mouvements de rotation et de r\u00e9volution des plan\u00e8tes et des satellites ? Si ces corps avaient p\u00e9n\u00e9tr\u00e9 profond\u00e9ment dans cette atmosph\u00e8re, sa r\u00e9sistance les aurait faite tomber sur le Soleil ; on peut donc conjecturer que les plan\u00e8tes ont \u00e9t\u00e9 form\u00e9es \u00e0 ces limites successives, par la condensation des zones de vapeurs, qu\u2019elle a d\u00fb, en se refroidissant, abandonner dans le plan de son \u00e9quateur (\u2026) Si toutes les mol\u00e9cules d\u2019un anneau de vapeurs continuaient de se condenser sans se d\u00e9sunir, elles formeraient \u00e0 la longue un anneau liquide ou solide. Mais la r\u00e9gularit\u00e9 que cette formation exige dans toutes les parties de l\u2019anneau et dans leur refroidissement a d\u00fb rendre ce ph\u00e9nom\u00e8ne extr\u00eamement rare. Aussi le syst\u00e8me solaire n\u2019en offre-t-il qu\u2019un seul exemple, celui des anneaux de Saturne. Presque toujours chaque anneau de vapeurs a d\u00fb se rompre en plusieurs masses qui, mues avec des vitesses tr\u00e8s peu diff\u00e9rentes, ont continu\u00e9 de circuler \u00e0 la m\u00eame distance autour du Soleil. Ces masses ont d\u00fb prendre une forme sph\u00e9ro\u00efdique, avec un mouvement de rotation dirig\u00e9 dans le sens de leur r\u00e9volution, puisque leurs mol\u00e9cules inf\u00e9rieures avaient moins de vitesse r\u00e9elle que les sup\u00e9rieures ; elles ont donc form\u00e9 autant de plan\u00e8tes \u00e0 l\u2019\u00e9tat de vapeurs. Mais si l\u2019une d\u2019elles a \u00e9t\u00e9 assez puissante pour r\u00e9unir successivement par son attraction toutes les autres autour de son centre, l\u2019anneau de vapeurs aura \u00e9t\u00e9 ainsi transform\u00e9 dans une seule masse sph\u00e9ro\u00efdique de vapeurs, circulant autour du Soleil, avec une rotation dirig\u00e9e dans le sens de sa r\u00e9volution. Ce dernier cas a \u00e9t\u00e9 le plus commun (p.499-502).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La th\u00e9orie de Laplace pose plusieurs probl\u00e8mes d\u2019astrophysique, en particulier parce qu\u2019elle n\u2019explique pas la r\u00e9partition du moment cin\u00e9tique entre le Soleil et les plan\u00e8tes. Cela a entra\u00een\u00e9 le d\u00e9veloppement de diverses th\u00e9ories similaires, mais plus ou moins modifi\u00e9es, au cours du XX<sup>\u00e8me<\/sup> si\u00e8cle. Par exemple en 1904 Thomas Chamberlin et Forest Moulton formulent la th\u00e9orie des plan\u00e9t\u00e9simaux dans laquelle l\u2019accr\u00e9tion se d\u00e9roule \u00e0 froid \u00e0 partir d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes. Elle-m\u00eame fut ensuite abandonn\u00e9e. N\u00e9anmoins, l\u2019id\u00e9e qui nous int\u00e9resse, \u00e0 savoir la formation des plan\u00e8tes \u00e0 partir de l\u2019accr\u00e9tion de plan\u00e9t\u00e9simaux, a \u00e9t\u00e9 conserv\u00e9e.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Reste \u00e0 trouver une m\u00e9thode fiable de datation radiochronologique. Celle-ci commence \u00e0 se dessiner lorsqu\u2019en 1913, Frededick Soddy d\u00e9couvre le concept d\u2019isotopes. Ainsi, il n\u2019existe pas une mais plusieurs sortes d\u2019uranium, de thorium ou encore de plomb. Au cours des deux d\u00e9cennies qui suivent on parvient \u00e0 d\u00e9m\u00ealer plusieurs cha\u00eenes de d\u00e9sint\u00e9gration radioactives montrant ainsi que\u00a0:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify; padding-left: 40px;\">&#8211; la d\u00e9sint\u00e9gration de l\u2019uranium 238 aboutit \u00e0 la formation de plomb 206<\/p>\n<p style=\"text-align: justify; padding-left: 40px;\">&#8211; la d\u00e9sint\u00e9gration de l\u2019uranium 235 aboutit \u00e0 la formation de plomb 207<\/p>\n<p style=\"text-align: justify; padding-left: 40px;\">&#8211; la d\u00e9sint\u00e9gration du thorium 232 aboutit \u00e0 la formation de plomb 208<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Entre 1936 et 1941, Alfred Nier introduit l\u2019utilisation d\u2019un nouvel appareil, le spectrom\u00e8tre de masse qui lui permet de d\u00e9terminer la quantit\u00e9 de chaque isotope dans un \u00e9chantillon. Cela lui fera dire avec beaucoup de po\u00e9sie : <span style=\"color: #3366ff;\">\u00ab n\u2019oubliez pas que pour dater la Terre il a fallu peser des atomes \u00bb<\/span>. Ainsi, se constitue la m\u00e9thode plomb\/plomb dont la fiabilit\u00e9 repose sur sa capacit\u00e9 \u00e0 croiser les \u00e2ges obtenus via trois cha\u00eenes de d\u00e9sint\u00e9grations diff\u00e9rentes. Et ses r\u00e9sultats sont surprenants : le min\u00e9ral le plus vieux dat\u00e9 de cette fa\u00e7on affiche plus de 2,2 milliards d\u2019ann\u00e9es, \u00e0 tel point que Nier se demande s\u2019il ne s\u2019est pas tromp\u00e9 parce qu\u2019il pense la Terre moins \u00e2g\u00e9e que son \u00e9chantillon.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mais, cette m\u00e9thode est encore imparfaite car elle ne corrige pas la pr\u00e9sence de plomb radiog\u00e9nique au moment de la formation du min\u00e9ral. Au lendemain de la seconde guerre mondiale, le physicien allemand Friedrich Houtermans trouve la solution\u00a0: il suffit de consid\u00e9rer l\u2019\u00e9volution du rapport entre le plomb radiog\u00e9nique (en l\u2019occurrence <sup>206<\/sup>Pb et <sup>207<\/sup>Pb) et un isotope stable de cet \u00e9l\u00e9ment le plomb 204. Au cours du temps, la teneur en plomb radiog\u00e9nique augmente tandis que celle du <sup>204<\/sup>Pb ne varie pas. Ce dernier se \u00ab\u00a0dilue\u00a0\u00bb ainsi progressivement au milieu des isotopes radiog\u00e9niques. Mais, surtout, ce ph\u00e9nom\u00e8ne est proportionnel \u00e0 la quantit\u00e9 d\u2019uranium pr\u00e9sente initialement dans l\u2019\u00e9chantillon\u00a0: plus il y en a plus la \u00ab\u00a0dilution\u00a0\u00bb est rapide puisque l\u2019uranium donne naissance \u00e0 du plomb radiog\u00e9nique. Houtermans d\u00e9couvre alors que les rapports isotopiques des min\u00e9raux qu\u2019il \u00e9tudie s\u2019alignent sur une droite isochrone dont la pente donne l\u2019\u00e2ge avec un haut degr\u00e9 de confiance.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La suite de l\u2019histoire se d\u00e9roule aux USA. En 1953, Clair Patterson \u00e9tudie plusieurs m\u00e9t\u00e9orites dont celle du crat\u00e8re de <em>Canyon diablo<\/em>. Cette derni\u00e8re renferme des min\u00e9raux tr\u00e8s pauvres en uranium et en thorium, pourtant le <sup>204<\/sup>Pb s\u2019y trouve fortement \u00ab\u00a0dilu\u00e9\u00a0\u00bb. En fait, Patterson n\u2019a jamais observ\u00e9 une telle dilution ce qui le conduit \u00e0 supposer que cette m\u00e9t\u00e9orite est tr\u00e8s ancienne. Il n\u2019imagine pas \u00e0 quel point. Lorsqu\u2019il communique ses r\u00e9sultats \u00e0 Houtermans celui-ci applique la m\u00e9thode plomb\/plomb et annonce 4,5 milliards d\u2019ann\u00e9es. Afin d\u2019en avoir le c\u0153ur net, Patterson multiplie les mesures sur d\u2019autres m\u00e9t\u00e9orites qui toutes s\u2019alignent sur la droite isochrone de <em>Canyon diablo<\/em>. Il d\u00e9cide alors de comparer ces r\u00e9sultats aux rapports isotopiques du plomb dans les s\u00e9diments marins. Une id\u00e9e lumineuse car ce plomb provient de l\u2019\u00e9rosion continentale qui en drainant de vastes surfaces offre finalement un m\u00e9lange tr\u00e8s repr\u00e9sentatif du plomb primordial et du plomb radiog\u00e9nique terrestre. Et ce m\u00e9lange se positionne lui aussi sur la droite isochrone. Le doute n\u2019est plus permis. Le 21 janvier 1955, Clair Patterson publie ses r\u00e9sultats dans la revue <em>Science<\/em> en compagnie de deux collaborateurs George Tilton et Mark Inghram. L\u2019article s\u2019intitule bien \u00e9videmment <em>Age of the earth<\/em>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Depuis 1955, de nombreuses autres m\u00e9thodes de datations, fond\u00e9es sur les progr\u00e8s de la g\u00e9ochimie, des mod\u00e8les cosmologiques ainsi que de l\u2019\u00e9tude des roches lunaires et martiennes, ont toutes confirm\u00e9 l\u2019ordre de grandeur de l\u2019estimation de Patterson\u00a0: la Terre est \u00e2g\u00e9e d\u2019un peu plus de 4500 millions d\u2019ann\u00e9es. La variation des r\u00e9sultats ne porte plus que sur le nombre de dizaines associ\u00e9 \u00e0 cet \u00e2ge. Bien s\u00fbr, la Science ne produit pas de v\u00e9rit\u00e9 absolue et nul ne peut pr\u00e9tendre que cette datation ne sera jamais remise en question. N\u00e9anmoins, le fait qu\u2019elle ait r\u00e9sist\u00e9 \u00e0 des tests aussi nombreux que vari\u00e9s pendant plus d\u2019un demi-si\u00e8cle, t\u00e9moigne du haut de gr\u00e9 de confiance qu\u2019il nous est permis de lui accorder.<\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\"><strong>BIBLIOGRAPHIE DES SOURCES CONTEMPORAINES<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\"><strong>LIVRES<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Stephen Jay Gould, <em>Aux racines du temps<\/em>, 1987<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Fran\u00e7ois Ellenberger, <em>Histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 1988 (tome 1), 1994 (tome 2)<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Jacques Roger, \u00e9dition critique des <em>\u00c9poques de la Nature<\/em>, 1988<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Gabriel Gohau, <em>Les sciences de la Terre au XVII<sup>e<\/sup> et XVIII<sup>e<\/sup> si\u00e8cles, naissance de la g\u00e9ologie<\/em>, 1990<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Jacques Roger, <em>Pour une histoire des sciences \u00e0 part enti\u00e8re<\/em>, 1995<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Pascal Richet, <em>L\u2019\u00e2ge du monde<\/em>, 1999<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Vincent Deparis et Hilaire Legros, <em>Voyage \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la Terre<\/em>, 2000<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Gabriel Gohau, <em>Naissance de la g\u00e9ologie historique<\/em>, 2003<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Sandra Herbert, <em>Charles Darwin, Geologist<\/em>, 2005<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #000000;\">Andr\u00e9 Pichot, <em>Expliquer la vie<\/em>, 2011<\/span><\/p>\n<p><strong style=\"color: #000000; font-size: 12pt;\">ARTICLES<\/strong><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Gabriel Gohau, <em>Le temps long des \u00ab\u00a0catastrophistes\u00a0\u00bb<\/em>, in <em>Travaux du comit\u00e9 fran\u00e7ais d\u2019histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 1980<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Jacques Roger, <em>La place de Buffon dans l\u2019histoire des Sciences de la Terre<\/em>, in <em>Travaux du comit\u00e9 fran\u00e7ais d\u2019histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 1988<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Philip England, Peter Molnar et Frank Richter, <em>Kelvin, Perry et l&rsquo;\u00e2ge de la Terre<\/em>, in <em>Pour La Science<\/em> n\u00b0364, 1999<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Gabriel Gohau, <em>Thomas Burnet, la premi\u00e8re th\u00e9orie de la Terre\u00a0: entre science et religion<\/em>, in <em>Travaux du comit\u00e9 fran\u00e7ais d\u2019histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 2000<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Pierre Thomas, <em>Pourquoi la mer est-elle sal\u00e9e\u00a0?<\/em> in <em>Planet Terre<\/em> ENS Lyon, 2001<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Francis Albar\u00e8de, <em>Pourquoi la mer est-elle sal\u00e9e\u00a0?<\/em> in <em>Planet Terre<\/em> ENS Lyon, 2001<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Bernard Bourdon,<em> Les \u00e2ges de la Terre, <\/em>in<em> Dossier Pour la Science n\u00b042<\/em>, 2004<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Philip England, Peter Molnar et Frank Richter, <em>Kelvin,<\/em> <em>John Perry&rsquo;s neglected critique of Kelvin&rsquo;s age for the Earth: A missed opportunity in geodynamics<\/em>, in <em>Geological Society of America<\/em>, 2007<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Jean-Michel Yvard, <em>G\u00e9ologie, th\u00e9ologie et inqui\u00e9tudes eschatologiques\u00a0: William Thomson (Lord Kelvin) et les d\u00e9bats suscit\u00e9s par la thermodynamique \u00e0 l\u2019\u00e9poque victorienne<\/em>, in Actes du colloque de la S.F.E.V.E. \u00e0 l&rsquo;universit\u00e9 de Provence, 2008<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Gabriel Gohau, <em>Darwin g\u00e9ologue, entre Lyell et Humboldt<\/em>, in <em>Travaux du comit\u00e9 fran\u00e7ais d\u2019histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 2009<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Hubert Krivine, <em>Histoire de l\u2019\u00e2ge de la Terre<\/em>, in <em>images de la physique<\/em>, 2011<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Nadia Pizanias, <em>G\u00e9ologie et religion au XIX<sup>e<\/sup> si\u00e8cle en Europe occidentale\u00a0: la question du d\u00e9luge<\/em>, in <em>Travaux du comit\u00e9 fran\u00e7ais d\u2019histoire de la g\u00e9ologie<\/em>, 2013<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Colette Le Lay et Fr\u00e9d\u00e9rique R\u00e9my, <em>Dissertation sur la glace<\/em>, in <em>Revue d\u2019histoire des sciences<\/em>, 2015<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Pierre Savaton, <em>Le temps fondateur de la g\u00e9ologie<\/em>, in <em>Romantisme<\/em>, 2016<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Pierre Thomas, <em>Buffon, ou comment le si\u00e8cle des Lumi\u00e8res envisageait l&rsquo;origine du monde<\/em>, in <em>Planet Terre<\/em> ENS Lyon, 2012<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: 12pt;\">Pierre Thomas, <em>L\u2019histoire de l\u2019\u00e2ge de la Terre<\/em>, in <em>Planet Terre<\/em> ENS Lyon, 2020<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>par Julien Cartier, professeur de SVT au lyc\u00e9e Carnot de Cannes Avant-propos Cette s\u00e9rie d\u2019articles vise \u00e0 fournir aux professeurs de SVT intervenant en enseignement scientifique de premi\u00e8re des ressources utiles pour b\u00e2tir leur cours sur la datation scientifique de la Terre.<\/p><p><a class=\"more-link btn\" href=\"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=2663\">Lire la 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