Problème 2

Datation d'événements historiques par

^{210}\ce{Pb}

. Nathan Thompson, l'un des premiers habitants de l'île Lord Howe, planta des arbres à feuilles caduques européens ; l'année est inconnue. Le pollen de chêne et d'orme européens (qui pollinisent dès la première année) s'est accumulé dans les sédiments du lac avec du

^{210}\ce{Pb}

radioactif (demi-vie = 22,0 ans). En 1995, une carotte de sédiment est prélevée : le pollen chêne/orme apparaît d'abord à 50 cm de profondeur, où l'activité

^{210}\ce{Pb}

vaut 1.40 Bq kg⁻¹ contre 356 Bq kg⁻¹ en surface. (2.1) En quelle année les graines ont-elles été plantées ? (2.2)

^{210}\ce{Pb}

est un descendant de

\ce{^{238}U}

, qui reste dans la croûte terrestre :

\ce{^{238}U} \rightarrow \ce{^{234}U} \rightarrow \ce{^{230}Th} \rightarrow \ce{^{226}Ra} \rightarrow \ce{^{222}Rn} \rightarrow (\ce{^{218}Po}, \ce{^{214}Bi}) \rightarrow \ce{^{210}Pb} \rightarrow \ce{^{206}Pb}

(stable). Quelle étape explique que

^{210}\ce{Pb}

parvienne à l'eau de pluie alors que son parent

\ce{^{238}U}

reste dans la croûte ?

Étape 2 sur 2 : L'étape d'échappement du radon

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\ce{^{226}Ra} \rightarrow \ce{^{222}Rn} + \alpha;\qquad \ce{^{222}Rn}\ (\text{gas}) \uparrow \text{out of soil} \rightarrow \ce{^{210}Pb} \rightarrow \text{rainout}

Analyse

Tous les autres membres de la chaîne sont des solides piégés dans les minéraux, mais $\ce{^{222}Rn}$ est un gaz noble qui diffuse du sol vers l'atmosphère. Il s'y désintègre via les descendants à vie courte en $\ce{^{210}Pb}$ , qui se fixe aux aérosols et est lessivé par la pluie.