Des chercheurs de la Berkeley Geochronology Center, de l’UC Berkeley et de l’Université de Padoue ont recalibré la méthode de datation argon-argon en s’appuyant sur l’éruption historique du Vésuve en 79 de notre ère, réduisant l’incertitude à treize ans près et améliorant la précision des échelles géologiques de la Terre.
La célèbre catastrophe qui a enseveli Pompéi sert désormais de repère pour étalonner l’histoire géologique de la Terre. En combinant les récits laissés par Pline le Jeune — qui a également consigné la mort de son oncle, Pline l’Ancien — avec des analyses de minéraux volcaniques, une équipe internationale a considérablement affiné l’une des techniques de datation radioactive les plus utilisées par les géologues, les paléontologues et les archéologues.
L’étalonnage de la méthode argon-argon grâce au Vésuve
La datation par l’argon-argon repose sur la désintégration naturelle du potassium-40 en argon-40 au sein des roches volcaniques. Toutefois, cette méthode devient particulièrement difficile à manier lorsqu’il s’agit d’analyser des roches jeunes, où les marges d’erreur pèsent lourd dans la reconstitution des chronologies historiques.
Pour contourner cet obstacle, l’équipe a utilisé de la sanidine, un minéral riche en potassium prélevé dans des pierres ponces d’Oplontis, une ville romaine détruite lors de la même éruption. Ces échantillons présentaient l’avantage de provenir des premiers instants de l’activité du volcan, le magma stratifié sous le Vésuve ayant placé le matériel riche en potassium près du sommet de la chambre magmatique pour le faire érupter en premier et se concentrer dans les dépôts de ponce inférieurs.
« Si l’on souhaite reconstituer l’histoire éruptive d’un volcan à l’échelle des temps relativement récents, la précision et l’exactitude comptent vraiment », a souligné Paul Renne.
La révision des témoignages historiques et de la demi-vie du potassium
L’exactitude de ce point de repère a nécessité une analyse minutieuse des archives historiques et des vestiges matériels. Certains chercheurs avaient émis l’hypothèse d’une éruption automnale, s’appuyant notamment sur des vestiges de nourriture, des vêtements, des graffitis et la découverte d’une monnaie romaine sur le site de Pompéi.
Cependant, la doctorante Caroline Hasler a réexaminé ces indices numismatiques et autres preuves pour constater qu’une pièce de monnaie autrefois interprétée comme ayant été frappée après septembre a été récemment réévaluée et ne fournit plus de preuve solide contre une éruption en août, n’offrant aucune raison impérieuse de rejeter la date traditionnelle du 24 août soutenue par Pline et l’historien romain Cassius Dio, l’équipe s’étant accordée à laisser une marge d’incertitude généreuse de deux mois autour de cette date historique.
« Cela nous permet de déduire plus précisément la causalité entre des événements consignés dans les registres géologiques, par exemple une structure d’impact météoritique et une extinction de masse », a déclaré Paul Renne.
Cette validation rigoureuse a permis de recalculer avec une précision inédite la demi-vie de la désintégration du potassium-40 en argon-40.
Des applications directes pour la surveillance des volcans modernes
L’amélioration de cette précision chronologique dépasse le cadre de l’archéologie antique. Les scientifiques disposent désormais d’un outil plus fiable pour reconstituer l’activité passée des volcans menaçant de grandes agglomérations actuelles, à l’instar de Mexico, de Naples ou de Yogyakarta en Indonésie.
En outre, ce point de repère consolidé offre aux chercheurs un moyen d’harmoniser différentes méthodes de datation, qu’il s’agisse de la radiocarbone pour les matières organiques ou de la datation uranium-plomb pour les roches vieilles de plusieurs milliards d’années issues des premiers temps de la planète Terre.