Citoyen / Grand public
Chercheur
Étudiant / Futur étudiant
Entreprise
Partenaire public
Journaliste
Enseignant / Elève

Comment déterminer l’origine du plomb provenant de sources multiples ? Nouvelle approche statistique.

Déterminer l’origine des matériaux terrestres est une question scientifique de tout premier plan qui concerne de très nombreuses disciplines. Elle se pose aux géochimistes qui cherchent à comprendre l’origine des roches au cours de l’histoire de la Terre ; elle est au cœur des recherches des archéologues qui tentent de déterminer les mouvements de populations et elle est l’une des approches préférées des chercheurs qui tentent de reconstituer les conditions climatiques du passé ou l’impact des sociétés humaines sur leur environnement.

Comment déterminer l’origine du plomb provenant de sources multiples ? Nouvelle approche statistique.

Date de publication : 30/04/2018

Presse, Recherche

Thèmes liés : Origines

De nombreux traceurs chimiques ou isotopiques sont utilisés à ces fins mais l’étude des variations de concentration et de composition isotopique du plomb est l’un des outils les plus performants pour une large gamme d’applications. En effet, le Pb possède quatre isotopes dont un seul (204Pb) est stable alors que les trois autres (206Pb, 207Pb et 208Pb) résultent de la désintégration radioactive naturelle de 232Th, 235U et 238U avec des demi-vies très différentes. La signature basée sur la combinaison des trois rapports isotopiques (206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb et 208Pb/204Pb) d’une source est donc unique.

Préparation chimique des échantillons avant analyse isotopique.

Si le système étudié est relativement simple et que l’on ne soupçonne que deux ou trois sources potentielles, les proportions et rôles respectifs de ces sources peuvent donc facilement être contraints en combinant les trois rapports isotopiques du Pb.

Les choses se compliquent quand le nombre de sources potentielles augmente car le système de mélange devient alors sous-déterminé et mal contraint. Pour aborder de tels cas, des outils statistiques élaborés permettant de traiter de grands nombres de données existent et sont utilisés par la communauté des biologistes travaillant par exemple sur les sources alimentaires multiples des prédateurs. Ces modèles de mélanges de type bayésien n’ont jamais vraiment été utilisés dans les domaines de l’archéologie, de la sédimentologie ou de la paléoclimatologie.

Tourbière roumaine ayant enregistré les retombées atmosphériques au cours de l’holocène.

Dans l’article cité ci-dessous, un groupe de chercheurs anglais, roumains et français explorent les possibilités offertes par un traitement bayésien de modèle de mélange en prenant trois exemples publiés dans la littérature : les sources de poussières présentes dans des échantillons environnementaux pré-anthropiques, l’exploitation de minerai pendant la période romaine, et enfin la source du plomb dans un artefact minier romain. La nouvelle approche permet de mieux comprendre et de quantifier les variations de sources de Pb en lien avec les conditions climatiques au cours de périodes pré-anthropiques, lorsque le cycle naturel du Pb dominait. Elle permet aussi de mieux caractériser l’origine des pollutions anthropiques de la période romaine.

Enfin, son application à l’étude archéométrique met, quant à elle, en évidence la contribution de Pb provenant de mines roumaines, hypothèse précédemment mentionnée mais jamais prouvée.

Cette approche prometteuse peut être appliquée à une large gamme de problèmes scientifiques et fournit une nouvelle méthode pour déterminer de manière robuste les sources de Pb observées dans des roches ou matériaux d’origines et âges variés.

Dernières actualités
Disparition de Jean-Louis Le Mouël (1938-2025)
Disparition de Jean-Louis Le Mouël (1938-2025)
Jean-Louis Le Mouël, ancien administrateur provisoire (1986-1991) et directeur de l’Institut de physique du globe de Paris (1991-1996) nous a quitté M...
Fête de la science 2025 à l'observatoire magnétique national de Chambon-la-Forêt
Fête de la science 2025 à l'observatoire magnétique national de Chambon-la-Forêt
Pourquoi le Nord magnétique bouge-t-il? Qu'est-ce qui se passe quand le Soleil gronde et déclenche un orage magnétique? Pourquoi les archéologues mesu...
Fidel Costa reçoit le Norman L. Bowen Award & Lecture de l’AGU
Fidel Costa reçoit le Norman L. Bowen Award & Lecture de l’AGU
Le 24 septembre 2025, Fidel Costa a été fait lauréat du prestigieux Norman L. Bowen Award & Lecture par l’American Geophysical Union. Ce prix dist...
Frédéric Moynier reçoit la médaille de l'engagement de l'Université Paris Cité
Frédéric Moynier reçoit la médaille de l'engagement de l'Université Paris Cité
Mardi 16 septembre 2025, à l’occasion de la première Semaine de la santé planétaire, a eu lieu la Cérémonie de remise des Médailles de l’engagement de...