L'histoire de l'âge de la Terre

• Pour le Grec Aristote, la Terre est éternelle et a toujours existé : la question de l'âge de la Terre ne se pose donc pas. Cette conception aristotélicienne est globalement admise jusqu'à la fin du Moyen Âge. Mais, en Occident, les religions monothéistes introduisent l'idée de Création du monde et donc la notion d'un début de l'histoire de la Terre. Il devient possible de concevoir que la Terre a un âge, correspondant à celui de la Création. La Bible, en présentant une chronologie détaillée des premières générations, permet de proposer un âge pour la Terre, en la complétant par des repères historiques ultérieurs. Ainsi, à partir du xvi^e siècle, des savants comme Gérard Mercator (1512-1594), Johannes Kepler (1571-1630) ou encore Isaac Newton (1642-1727), calculent l'âge de la Terre en se fondant sur la Bible. Le résultat est un âge généralement proche de 4 000 ans à partir de la naissance du Christ (âge minimum : 3 483 ans ; âge maximum : 6 984 ans). Le calcul le plus connu est celui de l'archevêque anglais James Ussher (1581-1656), qui date la Création avec une extrême précision en la situant le 23 octobre de l'an 4 004 avant J.-C. En dépit des calculs effectués, la démarche réalisée ici n'est pas une démarche scientifique car elle s'appuie sur les données issues d'un livre, la Bible, considérée comme source de vérité d'origine divine. Mais, à l'époque, cette démarche est acceptée par l'ensemble des savants.

• À partir de la fin du xix^e siècle, la radioactivité est découverte lors de travaux de plusieurs scientifiques en Europe. Lors d'une réaction radioactive, un élément radioactif dit « père » se désintègre en un élément dit « fils ». La loi de décroissance radioactive établit que dans un échantillon de matière, le rapport entre la quantité de l'élément chimique père restant et la quantité de l'élément père initial, c'est-à-dire présent au début de la réaction de désintégration, ne dépend que du temps écoulé depuis le début de la réaction.

• À partir du début du xx^e siècle, il devient possible d'utiliser la radioactivité pour dater des échantillons terrestres. Le physicien anglais Ernest Rutherford (1871-1937) est le premier à utiliser la loi de décroissance radioactive pour dater la formation d'une roche terrestre : il obtient un âge de 140 millions d'années pour une roche riche en uranium. Des datations ultérieures d'autres roches terrestres confirment que la datation de Kelvin sous-estimait l'âge de la Terre. Mais il reste à fournir une estimation précise de l'âge de la planète. Une des principales difficultés est de disposer d'échantillons permettant cette datation. En 1953, le physicien américain Clair Patterson (1922-1995) a l'idée d'utiliser des météorites datant de la formation de la Terre. Grace aux progrès techniques ayant permis la mise au point du spectroscope de masse et à l'utilisation des radioisotopes (radioéléments artificiels) du plomb, Patterson estime l'âge de la Terre à 4,55 ± 0,077 milliards d'années. La rigueur et la précision de son estimation font qu'elle est rapidement admise par l'ensemble de la communauté scientifique.

• Ainsi, les géologues et les naturalistes du xix^e siècle avaient pressenti à juste titre les longues durées de phénomènes géologiques alors que les résultats de Kelvin conduisaient à une sous-estimation de l'âge de la Terre. En effet, lors de ses travaux au xix^e siècle, Kelvin n'avait pas connaissance qu'une grande partie de la chaleur interne terrestre provient de la décroissance radioactive des éléments radioactifs terrestres et que la dissipation de la chaleur interne terrestre s'effectue par conduction, mais aussi par convection (transfert de chaleur associé à des transferts de matière).