Lumière du passé: datation par la thermoluminescence
En 1953, un article signé de trois chercheurs de l?Université du Wisconsin intitulé «Thermoluminescence as a Research Tool», marque le début de l?utilisation du phénomène en vue de datations. A partir de 1969 la méthode connut un essor considérable grâce aux travaux de chercheurs anglais et danois. D?abord limitée à l'étude des céramiques, elle fut ensuite appliquée à la datation de pierres brûlées.
Un minéral est constitué d?atomes formant une structure cristalline. On observe dans ce réseau des anomalies, des lacunes ou des zones occupées par d?autres atomes. Lorsque le minéral est soumis à un rayonnement ionisant provenant de substances radioactives ou du bombardement cosmique auquel la terre entière est soumise, les particules émises pénètrent dans le cristal et y sont piégés. Ainsi, au cours du temps, sous l?effet de l?irradiation, le minéral accumule de l?énergie. Plus le temps écoulé est long, plus l?énergie accumulée et grande.
Si une excitation extérieure au cristal survient, une élévation de température suffisante par exemple, les électrons sont expulsés des pièges. Avant de se recombiner avec d?autres atomes, les électrons restituent sous forme de lumière l?énergie accumulée. La datation résulte de la mesure de l?accumulation d?énergie après remise à zéro de l?horloge radiométrique, c?est-à-dire après effacement du signal dit géologique à un moment donné: par exemple la chauffe d?un outil de silex dans un foyer préhistorique ou la cuisson de l?argile d?une céramique. La datation consiste à mesurer la dose totale d?énergie accumulée par l?objet, ou paléodose, puis de la comparer à la quantité de rayonnements ionisants auxquels l?échantillon est soumis dans son environnement dite dose annuelle. L?âge s?obtient alors par le simple rapport paléodose / dose annuelle. De ce fait, la méthode de datation par luminescence sont de plus en plus utilisées pour estimer l?âge de très anciens objets.
Image: Jean-Marie Le Tensorer, modifiée d'apres Wagner 2007