Nouvelles stratégies pour la datation directe de biominéraux archéologiques par U-Th : Apport de l’imagerie isotopique par LA-fs HR-ICP-MS.
Résumé
Les datations U-Th (méthode radiométrique), bien que théorisées depuis les années 1950 et
largement employées en géologie, ne sont encore que très peu appliquées en archéologie.
Alors qu’une large gamme de matériaux archéologiques est en principe datable par cette méthode
(coquilles, dents, dépôts calcitiques etc), son application fait aujourd’hui face à trois limitations
majeures. La première est que le protocole actuel requiert une grande quantité de matière
(plusieurs dizaines de mg) - quantité souvent indisponible pour ces échantillons petits et uniques. La
difficulté est alors de rendre compte des potentielles incorporations et/ou départs en radioéléments,
ces matériaux se présentant fréquemment comme des systèmes ouverts. Enfin, les limites de
détection des instruments aujourd’hui dédiés aux datations U-Th ne permettent pas l’étude de
matériaux ne contenant que des traces voire ultra-traces d’uranium.
Le protocole présenté ici a été développé pour lever ces verrous technologiques, tirant parti des
avantages offerts par le couplage d’un laser UV femtoseconde à haute cadence de tir et d’un
spectromètre de masse haute résolution. Les mesures isotopiques directes des ultra-traces (quelques
atogrammes) d’uranium et de thorium permettent de réaliser des cartographies isotopiques, ici
sur des échantillons de nature diverses issus de sites préhistoriques clés dans l’évolution humaine.
Ainsi, des datations U-Th peuvent être réalisées, directement à partir de ces images, de manière
rapide (quelques heures), et ce grâce à des quantités infimes de matières (100 à 1000 fois moins
que pour les protocoles couramment utilisés), le tout en rendant compte de la distribution spatiale
de ces isotopes au sein du matériau, à l’échelle de quelques micromètres seulement. Dès lors, le
protocole de datation U-Th que nous avons développé ici permet d’appréhender les datations par
les séries de l’uranium d’une nouvelle manière, sur une grande quantité d’échantillons négligés
ou rejetés jusqu’à présent.