Avertissement — à lire avant de commencer. Cette leçon n’est pas un corrigé du sujet ECE. Diffuser un corrigé officiel des ECE est interdit, et ce n’est de toute façon pas le but pédagogique. L’idée ici est de te donner des pistes de réflexion et une méthode pour aborder ce type de sujet : comment lire l’énoncé, identifier la question, construire une stratégie et anticiper les résultats. À toi ensuite de faire le travail intellectuel le jour de l’épreuve — c’est lui qui te vaudra des points.
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Reconnaître le type d’un sujet ECE (classique ou poursuite de stratégie)
- Identifier la question scientifique d’un sujet portant sur l’histoire magmatique d’un corps planétaire
- Comprendre à quoi sert chacune des ressources fournies (lame mince, tableur de datation, tableau de calibrage)
- Mobiliser la méthode plomb-plomb (Pb/Pb) et le principe de la droite isochrone
- Construire une stratégie de poursuite en trois temps pour confirmer l’existence d’un second épisode magmatique lunaire entre 3,9 et 3,1 Ga
- Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée pour confronter une datation isolée à un ensemble de données
- Communiquer la droite isochrone par photographie titrée et légendée ou par tableau de données sur tableur, et interpréter avec la trame « J’observe / Or je sais / J’en déduis »
- Rédiger une conclusion qui répond exactement à la question posée
1. Quel type de sujet ECE est-ce ?
Avant de plonger dans le contenu, il faut d’abord reconnaître le type du sujet, car la stratégie attendue n’est pas la même.
Deux grands types de sujets ECE :
- Sujet « classique » (à l’ancienne). La partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer… ». On te demande de proposer la stratégie avant toute manipulation. Ensuite tu mets en œuvre.
- Sujet « poursuite de stratégie ». Tu commences par une manipulation déjà cadrée, suivie d’une analyse de résultats. C’est seulement ensuite qu’on te demande de proposer une stratégie pour poursuivre la résolution du problème (avec une autre expérience, un autre angle).
Ici, dans le sujet 26_SVT_20, la partie A te demande directement d’identifier un minéral pertinent à la datation sur une lame mince d’un échantillon rapporté par la mission Apollo 11, puis de tracer la droite isochrone Pb/Pb à partir d’un fichier de données et de lire l’âge dans un tableau de calibrage. La manipulation est déjà entièrement cadrée. Ce n’est qu’en partie B qu’on te demandera de proposer une stratégie pour confirmer (ou nuancer) l’existence d’un second épisode magmatique tardif sur la Lune. C’est donc un sujet « poursuite de stratégie ».
2. Le contexte et la question scientifique
L’épreuve te plonge dans la planétologie comparée. Les modèles de formation de la Lune (impact géant avec Théia il y a ≈ 4,5 Ga) prévoient qu’un océan magmatique initial s’est solidifié rapidement à la surface, formant la croûte anorthositique des hautes terres (highlands) vers 4,4 Ga. Mais les images des sondes et les échantillons rapportés montrent aussi de vastes mers basaltiques (Mare Tranquillitatis, Mare Imbrium, Mare Serenitatis…) qui suggèrent une seconde activité magmatique, bien plus tardive, entre 3,9 et 3,1 Ga, sous forme d’épanchements de basaltes dans les bassins d’impact géants.
Cette interprétation est-elle bien fondée ? Pour le savoir, il faut dater directement un échantillon ramené par les missions Apollo. Si l’âge mesuré tombe dans la fenêtre 3,9-3,1 Ga, on confirme l’existence d’un second épisode magmatique tardif. S’il tombe vers 4,4 Ga, il s’agirait plutôt d’un fragment de la croûte primitive — et l’hypothèse de l’activité tardive serait à reconsidérer.
La question scientifique du sujet : « La Lune a-t-elle bien connu un second épisode magmatique entre 3,9 et 3,1 Ga, postérieur à la solidification de sa croûte primitive ? » C’est la phrase à garder en tête du début à la fin. Ta datation Pb/Pb, ton interprétation et ta stratégie de poursuite doivent répondre à cette question précise, pas à une autre.
3. À quoi servent les ressources fournies ?
Les ressources d’un sujet ECE ne sont jamais là pour décorer. Chacune a une fonction précise dans la résolution. Avant de te lancer, prends 2 minutes pour identifier ce que chaque ressource t’apporte.
Ressource 1 — Lame mince de l’échantillon Apollo 11, microscope polarisant et planche d’identification minéralogique. Elle te permet d’identifier les minéraux constitutifs de la roche lunaire et, surtout, de repérer la présence de plagioclases (feldspaths calco-sodiques). Pourquoi les plagioclases sont-ils décisifs ici ? Parce qu’ils peuvent incorporer une petite quantité d’uranium au moment de leur cristallisation : ils constituent donc un « chronomètre » naturel utilisable pour la datation Pb/Pb. Sans cette identification minéralogique, tu ne saurais pas que la roche est dateable par cette méthode.
Ressource 2 — Fichier de données « Datation_Apollo11 » et tableur. Elle te fournit les rapports isotopiques mesurés dans plusieurs cristaux de plagioclase de l’échantillon : ⁶/⁴ (rapport ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) en abscisse et ⁷/⁴ (rapport ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) en ordonnée. Sur le tableur, tu vas tracer un nuage de points puis sa droite de régression linéaire : c’est la fameuse droite isochrone Pb/Pb. Son coefficient directeur est l’information clé qui donne accès à l’âge.
Ressource 3 — Tableau de calibrage du coefficient directeur en âge. Elle te fournit la correspondance entre le coefficient directeur de la droite isochrone et l’âge correspondant en milliards d’années (Ga). Sans ce tableau, le coefficient directeur ne serait qu’un nombre abstrait. Avec lui, tu transformes une mesure de pente en une information chronologique exploitable pour répondre à la question.
4. Le raisonnement scientifique du sujet
On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :
- Pour dater une roche, il faut un système isotopique « parent → fils » dont la constante de désintégration est connue et dont les rapports initiaux peuvent être contraints.
- L’uranium naturel existe sous deux isotopes principaux, ²³⁸U et ²³⁵U, qui se désintègrent respectivement en ²⁰⁶Pb et ²⁰⁷Pb avec des constantes très différentes (demi-vie ≈ 4,47 Ga pour ²³⁸U, 704 Ma pour ²³⁵U).
- Le ²⁰⁴Pb, lui, est stable et non radiogénique : sa quantité dans la roche n’a pas changé depuis la cristallisation. Il sert de référence interne.
- En reportant les rapports ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (abscisse) et ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (ordonnée) mesurés dans plusieurs minéraux d’une même roche, on obtient des points alignés sur une droite : c’est la droite isochrone Pb/Pb. Sa pente dépend uniquement de l’âge écoulé depuis la fermeture du système isotopique (cristallisation des plagioclases).
- Si l’âge obtenu tombe dans la fenêtre 3,9-3,1 Ga, l’échantillon Apollo 11 confirme l’existence d’un second épisode magmatique lunaire postérieur à la solidification de la croûte primitive.
- Pour la partie B, il restera à renforcer ce résultat en le confrontant à d’autres datations (autres échantillons Apollo, météorites lunaires) — c’est l’objet de la stratégie de poursuite.
Conclusion logique : pour répondre à la question, il « suffit » d’identifier les plagioclases au microscope, de tracer l’isochrone Pb/Pb sur tableur, de lire l’âge dans le tableau de calibrage et de le comparer à la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga. La stratégie de poursuite consistera à étendre l’analyse à d’autres échantillons pour généraliser le résultat à l’échelle de la Lune.
5. Rappels théoriques : méthode Pb/Pb, droite isochrone et histoire magmatique lunaire
La méthode Pb/Pb (ou « plomb-plomb ») exploite la double désintégration radioactive de l’uranium en plomb : ²³⁸U → ²⁰⁶Pb (chaîne longue, demi-vie 4,47 Ga) et ²³⁵U → ²⁰⁷Pb (chaîne longue, demi-vie 704 Ma). Comme les deux constantes sont bien connues, le rapport ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb radiogénique évolue avec le temps de façon prévisible. Cette méthode est particulièrement adaptée aux roches très anciennes (Lune, météorites, plus vieilles roches terrestres) où les autres chronomètres (¹⁴C, K/Ar) sont saturés ou inutilisables. Sa précision est remarquable : on peut atteindre ± 0,01 Ga sur des roches de 3,7 Ga.
Le principe de la droite isochrone repose sur une astuce : tous les minéraux d’une même roche ont cristallisé en même temps (donc partagent le même âge) mais avec des rapports U/Pb initiaux différents (les plagioclases incorporent peu d’U, les minéraux mafiques en incorporent plus). Le ²⁰⁴Pb, stable et non radiogénique, sert de dénominateur commun. Quand on reporte (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) en fonction de (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) pour tous les minéraux, les points s’alignent sur une droite dont la pente dépend uniquement du temps écoulé depuis la cristallisation. Plus la pente est élevée, plus la roche est ancienne.
L’histoire magmatique de la Lune comporte deux grands épisodes. Premier épisode : juste après la formation par impact géant (≈ 4,5 Ga), un océan magmatique global recouvre la Lune ; sa solidification rapide donne la croûte anorthositique des hautes terres (highlands) vers 4,4 Ga. Second épisode : entre 3,9 et 3,1 Ga, des épanchements basaltiques remplissent les bassins d’impact géants creusés par le « grand bombardement tardif » ; ces remplissages forment les mers lunaires (mare), visibles à l’œil nu comme les taches sombres sur la face visible de la Lune.
Attention au sens du mot « mer » en planétologie lunaire : il ne s’agit pas d’étendues d’eau (la Lune n’a pas d’eau liquide en surface) mais de plaines basaltiques sombres remplissant les anciens bassins d’impact. Les premiers astronomes les ont baptisées « mers » par analogie visuelle, et le nom est resté. Garde cette précision en tête dans ta rédaction.
6. Construire ta stratégie de poursuite en trois temps
Comme il s’agit d’un sujet « poursuite de stratégie », ce n’est pas en partie A que tu proposes une stratégie (la manipulation y est imposée). C’est en partie B qu’on attend ta proposition, pour confirmer (ou nuancer) l’existence d’un second épisode magmatique lunaire à partir d’un faisceau de mesures, et non d’une datation isolée. Et cette proposition doit, comme toujours, être structurée en trois temps. C’est la méthode officielle attendue par les jurys :
Une stratégie ECE se formule toujours selon trois axes :
- LE QUOI — qu’est-ce que je cherche à mettre en évidence ?
- LE COMMENT — comment je m’y prends concrètement (matériel, manipulation, mesures) ?
- LES RÉSULTATS ANTICIPÉS — qu’est-ce que j’attends comme résultat et comment je conclurai dans chaque cas ?
Appliquons cette grille à la stratégie de poursuite pour le sujet magmatisme lunaire :
Le QUOI
Je cherche à généraliser ma datation isolée (échantillon Apollo 11) à l’ensemble du magmatisme lunaire tardif. Il s’agit de vérifier que plusieurs échantillons rapportés par différentes missions Apollo, prélevés dans différents bassins basaltiques, donnent tous des âges compris dans la fenêtre 3,9-3,1 Ga. Cette confirmation par un faisceau d’âges convergents validerait définitivement l’existence d’un second épisode magmatique étalé sur ≈ 800 Ma à l’échelle de la Lune.
Le COMMENT
Je vais demander la mise en œuvre d’une compilation d’âges Pb/Pb (et éventuellement Rb/Sr et Sm/Nd pour validation croisée) sur plusieurs échantillons de basaltes lunaires rapportés par les différentes missions Apollo (11, 12, 14, 15, 16, 17) et par les missions soviétiques Luna. Le principe : refaire pour chaque échantillon la séquence « identification minéralogique → tracé d’isochrone → lecture d’âge », puis reporter tous les âges obtenus sur un histogramme ou un graphique âge / site de prélèvement. Cette synthèse permettra de visualiser la distribution chronologique du magmatisme tardif. En complément, je consulterai la carte des mers lunaires pour vérifier que les sites datés couvrent bien la diversité géographique des plaines basaltiques.
Les RÉSULTATS ANTICIPÉS
Deux scénarios sont possibles, et chacun m’oriente vers une conclusion différente :
- Scénario 1 — Âges convergents dans la fenêtre 3,9-3,1 Ga. Tous les échantillons donnent des âges compris dans l’intervalle attendu, avec une distribution centrée vers 3,5-3,7 Ga. L’existence du second épisode magmatique est définitivement confirmée, et sa durée (≈ 800 Ma) est précisée. Le modèle d’épanchements basaltiques tardifs dans les bassins d’impact est validé.
- Scénario 2 — Distribution très dispersée ou âges très différents (par exemple regroupés vers 4,4 Ga, ou s’étalant sur plus de 2 Ga). L’hypothèse d’un épisode magmatique tardif unique serait à reconsidérer : soit il y a eu plusieurs épisodes distincts, soit certains échantillons sont des fragments de croûte primitive contaminée, soit la méthode Pb/Pb pose problème sur ces matériaux. Il faudrait alors croiser avec d’autres méthodes (Rb/Sr, Sm/Nd) ou élargir l’échantillonnage.
7. La mise en œuvre pratique
Cette partie correspond à la manipulation cadrée de la partie A : tu dois successivement observer la lame mince au microscope polarisant, puis tracer la droite isochrone sur tableur et lire l’âge dans le tableau de calibrage. C’est une étape technique qui demande de la rigueur à chaque opération.
Étape 1 — Identification minéralogique au microscope polarisant.
- Place la lame mince de l’échantillon Apollo 11 sur la platine, démarre en lumière polarisée non analysée (LPNA) au grossissement ×40 pour repérer la texture générale (microgrenue, microlitique, à phénocristaux).
- Passe en lumière polarisée analysée (LPA) au ×100 puis ×400 pour identifier les minéraux selon les critères usuels : forme, clivages, biréfringence, teintes de polarisation, macles.
- Cherche en particulier les plagioclases : ils se reconnaissent à leurs macles polysynthétiques caractéristiques (alternance régulière de lamelles claires et sombres en LPA), leur forme allongée et leurs teintes grises de premier ordre. Confronte à la planche d’identification fournie pour valider.
- Note la présence d’autres minéraux (pyroxènes, olivine, oxydes ferro-titanés) qui te confirment la nature basaltique de la roche — caractéristique des laves des mers lunaires.
Étape 2 — Tracé de la droite isochrone Pb/Pb sur tableur.
- Ouvre le fichier Datation_Apollo11 sur le tableur. Vérifie les colonnes : ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb en abscisse, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb en ordonnée, une ligne par minéral analysé.
- Sélectionne les deux colonnes et insère un graphique en nuage de points (XY, sans lignes de liaison).
- Soigne les axes : titres explicites (« ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb » et « ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb »), graduations lisibles, point d’origine adapté à la plage de données.
- Ajoute une courbe de tendance linéaire sur le nuage de points. Affiche l’équation de la droite (forme y = ax + b) et le coefficient de détermination R² (qui doit être très proche de 1 pour confirmer l’alignement).
- Relève précisément le coefficient directeur a de la droite : c’est lui qui te servira pour la lecture dans le tableau de calibrage.
Étape 3 — Lecture de l’âge dans le tableau de calibrage.
- Repère dans le tableau la valeur de coefficient directeur la plus proche de celle obtenue (ou utilise une interpolation linéaire entre les deux valeurs encadrantes).
- Lis l’âge correspondant en milliards d’années (Ga).
- Compare immédiatement à la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga attendue pour le second épisode magmatique. Note si l’âge tombe dedans, en dessous ou au-dessus.
Sécurité. Les lames minces sont fragiles et coupantes : manipule-les par les bords, jamais sur la surface vernie. Le microscope reste sous la responsabilité de l’élève : ne force jamais la mise au point au fort grossissement (risque d’enfoncer l’objectif dans la lame).
8. Que pourrait être la ressource complémentaire (partie B) ?
Dans tous les sujets ECE, la partie B prévoit l’appel de l’examinateur pour obtenir une ressource complémentaire. Cette ressource n’est pas un cadeau : elle est calibrée pour compléter ton analyse ou débloquer une étape de raisonnement. Anticiper sa nature est un excellent réflexe d’élève.
Sur ce sujet précis, la ressource complémentaire pourrait être :
- Un tableau d’âges Pb/Pb publiés obtenus sur des échantillons des missions Apollo 12, 14, 15, 16 et 17 (et éventuellement des missions soviétiques Luna), avec leur localisation géographique et leur incertitude. La dispersion typique observée (≈ 3,2 à 3,9 Ga) permettrait de confirmer la durée du second épisode magmatique.
- Une carte de la face visible de la Lune avec les mers (mare Tranquillitatis, Imbrium, Serenitatis, Crisium…) et l’âge moyen daté pour chacune, illustrant l’étalement chronologique des épanchements basaltiques.
- Un tableau comparatif des méthodes de datation (Pb/Pb, Rb/Sr, Sm/Nd) appliquées au même échantillon, montrant que toutes convergent vers le même âge — preuve de robustesse méthodologique.
- Un schéma chronologique de l’histoire lunaire resituant la solidification de l’océan magmatique (≈ 4,4 Ga), le grand bombardement tardif (≈ 4,1-3,8 Ga) et les épanchements basaltiques (≈ 3,9-3,1 Ga) dans un cadre cohérent.
Quelle qu’elle soit, cette ressource doit toujours être mobilisée explicitement dans ta conclusion : ne la regarde pas seulement, cite-la et explique en quoi elle conforte (ou nuance) ton interprétation des résultats expérimentaux.
9. Communiquer les résultats et interpréter
Pour la partie B, présente tes résultats sous une forme claire — deux options classiques sont attendues selon la nature de ton observation.
Option 1 — Photographie titrée et légendée. Capture (1) un champ microscopique caractéristique de la lame mince Apollo 11 mettant en évidence un plagioclase à macles polysynthétiques et (2) le graphique d’isochrone Pb/Pb produit sur tableur avec sa droite de régression. Présente chaque image avec un titre informatif (« Plagioclase à macles polysynthétiques dans l’échantillon Apollo 11, microscope polarisant en LPA, ×400 » et « Droite isochrone Pb/Pb de l’échantillon Apollo 11, équation y = ax + b, R² = … »), précise les échelles (barre micrométrique pour la lame ; valeurs aux axes pour l’isochrone) et légende les éléments clés (macles, mâcle de Carlsbad, coefficient directeur a).
Option 2 — Production sur tableur. Construis un tableau de synthèse récapitulant : (a) la nature minéralogique de l’échantillon (plagioclases présents, oui/non), (b) le coefficient directeur de l’isochrone Pb/Pb obtenu, (c) l’âge lu dans le tableau de calibrage en Ga, (d) la comparaison à la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga (dans / en dessous / au-dessus), (e) le diagnostic final (compatible ou non avec un second épisode magmatique lunaire). Tu peux y associer un graphique en barres positionnant l’âge mesuré sur une chronologie lunaire schématique (océan magmatique 4,4 Ga → bombardement 4,1-3,8 Ga → mers basaltiques 3,9-3,1 Ga).
Interpréter les résultats
Adopte la structure d’analyse en trois temps, attendue à l’épreuve. Elle force la rigueur du raisonnement et te fait gagner des points :
Exemple appliqué au sujet (si âge mesuré ≈ 3,7 Ga) :
- J’observe… que la lame mince de l’échantillon Apollo 11 contient bien des plagioclases à macles polysynthétiques en LPA, et que la droite isochrone Pb/Pb tracée sur tableur présente un coefficient directeur a ≈ 0,29 avec un R² très proche de 1, ce qui correspond à un âge d’environ 3,7 Ga dans le tableau de calibrage.
- Or je sais que… la croûte primitive lunaire s’est solidifiée vers 4,4 Ga (océan magmatique initial) et qu’un second épisode magmatique tardif est suspecté entre 3,9 et 3,1 Ga sous forme d’épanchements basaltiques dans les bassins d’impact (mers lunaires).
- J’en déduis que… l’échantillon Apollo 11 daté à ≈ 3,7 Ga n’appartient pas à la croûte primitive mais bien à un épisode magmatique tardif, contemporain du remplissage basaltique des mers lunaires. L’hypothèse du second épisode magmatique est donc confirmée par cette datation, sous réserve de validation par d’autres échantillons (cf. stratégie de poursuite en partie B).
10. La conclusion : revenir à la question initiale
Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler l’âge mesuré sur l’échantillon Apollo 11 (et son incertitude éventuelle), (2) le situer explicitement par rapport à la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga du second épisode magmatique, (3) répondre explicitement à la question posée par le sujet (la Lune a-t-elle bien connu un second épisode magmatique tardif ?). Pense aussi à intégrer la ressource complémentaire obtenue auprès de l’examinateur.
Exemple de formulation type (si le second épisode est confirmé) :
« L’observation microscopique a permis d’identifier des plagioclases à macles polysynthétiques dans l’échantillon Apollo 11, validant son aptitude à la datation Pb/Pb. La droite isochrone tracée sur tableur présente un coefficient directeur de ≈ 0,29, qui correspond, d’après le tableau de calibrage, à un âge d’environ 3,7 Ga. Cet âge se situe au cœur de la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga du second épisode magmatique lunaire. La ressource complémentaire (compilation d’âges Apollo / carte des mers / comparaison de méthodes) confirme la convergence de l’ensemble des datations dans cette même fenêtre. L’existence d’un second épisode magmatique lunaire postérieur à la solidification de la croûte primitive est donc confirmée : il s’est étalé entre 3,9 et 3,1 Ga sous forme d’épanchements basaltiques remplissant les bassins d’impact géants, formant les mers visibles aujourd’hui sur la face apparente de la Lune. »
11. Les pièges fréquents à éviter
Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici c’est un sujet « poursuite de stratégie » : la stratégie en 3 temps porte sur la partie B (généralisation à plusieurs échantillons), pas sur la datation imposée en A. Si tu inverses, tu vas formuler ta proposition au mauvais moment et perdre des points.
Piège n°2 — Confondre ²⁰⁴Pb et ²⁰⁶Pb / ²⁰⁷Pb. Le ²⁰⁴Pb est stable et non radiogénique : sa quantité dans la roche n’a pas changé depuis la cristallisation, c’est pour ça qu’il sert de référence interne au dénominateur. Le ²⁰⁶Pb provient de la désintégration de ²³⁸U, le ²⁰⁷Pb provient de celle de ²³⁵U : eux sont radiogéniques et leur quantité augmente avec le temps. Ne confonds pas les rôles.
Piège n°3 — Lire un âge directement sur l’isochrone sans utiliser le tableau de calibrage. Le coefficient directeur n’est pas un âge en lui-même : c’est une pente sans dimension chronologique directe. Sans la conversion par le tableau de calibrage (ou la formule mathématique correspondante), tu ne peux pas annoncer d’âge.
Piège n°4 — Conclure sur un épisode magmatique à partir d’une seule datation. Une seule mesure, aussi précise soit-elle, est insuffisante pour généraliser à l’échelle de la Lune. C’est précisément pourquoi la partie B demande une stratégie de poursuite : il faut un faisceau de mesures sur des échantillons différents, prélevés en des sites différents, pour valider statistiquement l’hypothèse. Ne grille pas cette étape dans ta conclusion.
Piège n°5 — Confondre les « mers » lunaires avec des étendues d’eau. Les « mares » sont des plaines basaltiques sombres remplissant les bassins d’impact, pas des océans. Ce piège lexical apparaît étonnamment souvent dans les copies. Précise systématiquement « mer basaltique » ou « plaine basaltique » pour éviter toute ambiguïté.
Piège n°6 — Ne pas exploiter la ressource complémentaire. Si tu l’as demandée et reçue, elle doit apparaître dans ta conclusion. Sinon, c’est comme si tu ne l’avais pas utilisée.
12. Indice / cause / exemple — datation Pb/Pb et magmatisme planétaire
- Indice : alignement de points (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ; ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) mesurés dans plusieurs minéraux d’une même roche, sur une droite dont la pente correspond à un âge dans la fenêtre 3,9-3,1 Ga
- Cause : double désintégration de l’uranium en plomb (²³⁸U → ²⁰⁶Pb, demi-vie 4,47 Ga ; ²³⁵U → ²⁰⁷Pb, demi-vie 704 Ma) ; le rapport ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb radiogénique évolue de façon prévisible avec le temps depuis la fermeture du système isotopique (cristallisation des plagioclases)
- Exemple : les basaltes de la Mer de la Tranquillité (Mare Tranquillitatis, site Apollo 11) sont datés à ≈ 3,7 Ga, ceux de la Mer des Pluies (Mare Imbrium, site Apollo 15) à ≈ 3,3 Ga, ceux de l’Océan des Tempêtes (Oceanus Procellarum, site Apollo 12) à ≈ 3,2 Ga : la convergence chronologique de ces sites éloignés valide l’existence d’un second épisode magmatique lunaire étalé entre 3,9 et 3,1 Ga
Ce qu’il faut retenir
- Type de sujet : poursuite de stratégie (datation imposée en A, généralisation à proposer en B)
- Question du sujet : la Lune a-t-elle bien connu un second épisode magmatique entre 3,9 et 3,1 Ga ?
- Outils A : microscope polarisant (identification des plagioclases via leurs macles polysynthétiques) + tableur (tracé de la droite isochrone Pb/Pb) + tableau de calibrage (conversion pente → âge)
- Principe Pb/Pb : double désintégration de l’uranium en plomb avec ²⁰⁴Pb comme référence stable ; les minéraux d’une même roche s’alignent sur une droite isochrone dont la pente donne l’âge
- Stratégie B en 3 temps : LE QUOI (généraliser à plusieurs échantillons) / LE COMMENT (compilation d’âges Pb/Pb sur missions Apollo et Luna) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (convergence dans 3,9-3,1 Ga = confirmation ; dispersion = à reconsidérer)
- Communiquer les résultats : photographie titrée et légendée (lame + graphique isochrone) OU tableau de synthèse sur tableur
- Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
- Lien au cours : 1B.1 (méthodes de datation absolue, complémentarité des chronomètres) — la méthode Pb/Pb est l’une des plus précises pour les très grands âges
- Piège majeur à éviter : conclure sur un épisode magmatique à partir d’une seule datation — il faut toujours un faisceau de mesures pour généraliser
- Conclusion finale : toujours situer l’âge mesuré par rapport à la fenêtre théorique 3,9-3,1 Ga et répondre explicitement à la question
Fichiers de l’exercice
🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
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