Parmi les noyaux des atomes qui constituent la matière, certains peuvent être instables et se transformer dans le temps pour atteindre une forme plus stable : c'est la transformation radioactive. Cette transformation est constante et se caractérise par la période de demi-vie, propre à chaque isotope.

 

Prenons comme exemple le plus connu : le Carbone ( très utilisé en archéologie notamment) :

 

        Le Carbone est constitué majoritairement de  12C mais l'on remarque la présence d'une petite quantité de 14 C. Dans notre atmosphère et dans tous les corps vivants terrestres, le rapport de nombre d'atomes de 12 C sur le nombre d'atomes de 14C est identique. Lorsqu'une matière vivante meurt, son métabolisme cesse de fonctionner et elle n'absorbe plus le carbone contenu dans l'air. La quantité de carbone qu'elle contient n'évolue plus en fonction de son environnement (respiration, photosynthèse, …), on dit qu'il est dans un système clos. Dans ce cas, la seule transformation que subit ce carbone dans le temps est la transformation régulière du 14C instable (isotope père) en 12C plus stable (isotope fils).

La quantité de 14C diminue de moitié tous les 5750 ans (période ou demi-vie du Carbone 14 noté T(14C)). Connaissant cette propriété, la mesure de la quantité résiduelle de 14C va permettre d'évaluer depuis combien de temps est mort un animal ou une plante fossilisé.

        En ce qui concerne la datation de nos météorites, on utilise les propriétés de l'hafnium qui sont adaptées à leur composition et à leur échelle de temps.

En effet, la forme stable et la plus représentée de l'hafnium est l'isotope 180Hf. Il existe aussi un isotope instable, 182Hf, qui se transforme dans le temps en Tungstène (W) de type 182W.

La période ou demi-vie de l'hafnium 182 est de : T (182Hf)= 8,9.E6 années

La période ou demi-vie du tungstène 182 est de : T(182W) = 8,3.E18 années

 

182 W est donc considéré comme stable par rapport au 182Hf et on peut écrire :

 

182 Hf → 182W T(182Hf) = 8,9.E6 années