L'âge de la Terre et des Mondes I. POSITION DE LA QUESTION AU REGARD DES HYPOTHÈSES COSMOGONIQUES L'espace et le temps, ces entités qui emprisonnent l'Univers sensible, et qu'Einstein a cru devoir associer intimement dans une énigmatique synthèse, se laissent aisément atteindre et mesurer dans le domaine restreint de l'activité humaine. Mais dès qu'on s'évade de notre misérable Terre et qu'on arrive pour les distances et les durées à des «< chiffres astronomiques », il faut avoir recours pour les mesurer, à des méthodes nouvelles qui n'ont pris naissance qu'au début de notre siècle. L'Astronomie abandonnant la vieille méthode trigonométrique de mesure des distances, inaugure avec Shapley et son école des méthodes de mesure des distances basées sur la photométrie visuelle ou photographique, et cherche à préciser ainsi les distances des astres les plus éloignés (amas globulaires) de notre Univers stellaire et même des autres Univers (nébuleuses spirales). L'unité de mesure est pour les astronomes le pursec (parallaxe d'une seconde); mais l'unité de distance qui fait image est l'année de lumière, distance parcourue en une année par un rayon de lumière dont la vitesse, d'après les récentes mesures de Michelson, est de 299.820 km. par seconde. Dans cette unité le temps est heureusement associé à la mesure d'une distance, puisque la vitesse de la lumière est une donnée capitale de la Physique moderne aussi bien dans les théories relativistes de la gravitation que pour traduire en unités de masse une énergie radiante. D'après Shapley, les dimensions (d'ailleurs contestées par Curtis) de la Voie lactée dans la direction du Sagittaire atteindraient 100.000 années de lumière un amas globulaire, celui du Dauphin, serait à 220.000 a. 1. ; la distance de la nébuleuse d'Andromède, l'Univers stellaire le plus proche de nous, serait à 950.000 a. 1. et ces distances nous serviront à évaluer le temps que peut avoir mis le protosoleil, ancêtre de notre Soleil, à les parcourir. Ces données rappelées, la curiosité humaine, aiguisée par les incomparables découvertes de la Science moderne, pose les questions suivantes : Quel est l'âge de la Terre, quel est celui du Soleil ? Ces questions ont-elles un sens? Non, pour beaucoup de physiciens et d'astronomes d'abord si l'on adopte l'hypothèse nébulaire de Laplace et de son école, même si l'on préfère celles de Chamberlin et Moulton (hypothèse planétésimale) ou celle de Jeans, on ne voit pas bien comment dater la naissance d'une planète qui résulte d'une longue condensation nébuleuse ou de l'agglomération de météorites éparses sur des orbites multiples qui se croisent. Dans les premières de ces hypothèses on se donne le noyau solaire tout formé, et dans les dernières une étoile résulte de la longue condensation d'une branche de spirale qui se rompt: autant dire qu'on ne peut fixerde date pour le commencement d'un Soleil. La même conclusion peut se tirer de théories dérivant des notions nouvelles sur la désintégration de la matière, conjuguées avec celles de la diminution de matière des Soleils par perte de la masse correspondant à leur énergie radiée. « Toute théorie scientifique tendant à donner une explication du Cosmos, dit Vogt (1), devra partir de ce principe qu'il apparaît en moyenne autant d'étoiles qu'il (1) SCIENTIA, I, VII, 1925. en disparaît dans le même temps, puisque, s'il en était autrement, l'Univers devrait être depuis longtemps peuplé uniquement d'astres éteints, tandis qu'un simple coup d'œil sur le Ciel montre qu'il est très loin de cet état. » Une dissociation atomique générale doit aussi affecter les astres éteints jusqu'à ce qu'ils aient cessé d'être des corps matériels car« il faut admettre qu'en maints endroits de l'Univers, il se produit une nouvelle transformation d'énergie en atomes matériels. Il s'agirait donc d'un cycle cosmique comportant une genèse et une disparition continuelle de matière ». Nernst et Arrhénius ont admis des hypothèses analogues dans ces théories gratuites et invérifiables où les astres renaissent progressivement, comme le Phénix de ses cendres, il est impossible de fixer une date de naissance ou de mort pour un astre. Il est facile de prouver que pour la Terre son rayonnement minime correspond à une masse trés inférieure à celle des météorites qui tombent à sa surface : il en est de même probablement pour beaucoup de soleils éteints. Ces arguments contre leurs théories sont passés sous silence par les auteurs précédents qui sont sans doute satisfaits d'avoir trouvé dans une évolution cyclique de la matière une manière élégante d'éliminer le Créateur de sa création. Tout autre est la position de la Cosmogonie dualiste (1) à l'égard de l'âge de la Terre ou même du Soleil : elle admet que la formation d'un système planétaire correspond au choc cosmique d'une étoile géante gazeuse sur une nébuleuse, choc produisant les phénomènes observés dans les Novae. Or, on sait qu'une Nova apparaît subitement et que son évolution se fait en peu d'années. Il y a donc une date précise pour l'origine des planètes et, par suite, de la Terre ; et toutes les planètes naissent en même temps. Quant au protosoleil, il est très antérieur (1) E. Belot, Origine dualiste des Mondes. Paris, Payot, 1924. aux planètes et l'on peut trouver par les dimensions de la Voie lactée un minimum de durée de son parcours dans notre Univers avant qu'il ait donné naissance à sa famille planétaire. On a cherché à déterminer l'âge de la Terre par trois genres de méthodes géophysiques, géologiques et astronomiques. - Méthode radioactive. La principale de ces méthodes est celle qui, s'appuyant sur les données de la radioactivité, mesure le temps nécessaire à la désintégration des roches radioactives. Les géologues, à la suite des recherches de Joly, Strutt et Rutherford, semblent avoir admis sans discussion que l'âge des roches terrestres ainsi mesuré est celui de la Terre il pourrait y avoir là une erreur capitale, comme nous allons le montrer. Rappelons d'abord quelques définitions ou données en radioactivité la période d'un corps radioactif est le temps nécessaire pour désintégrer seulement la moitié du poids de ce corps; sa vie moyenne est la période divisée par 0,693 ou log népérien de 2. La période de l'Uranium est de 5 milliards d'années, celle du Thorium de 13 milliards; le rapport des deux périodes est 0,384. La désintégration de ces deux corps en plomb et hélium est supposée se faire suivant les formules : Le plomb ordinaire, qui peut être un mélange de six isotopes, a pour poids atomique 207,2. Le temps T en années est donné quand on connaît dans une roche les quantités de U, Th, Pb par la formule : : Au début des recherches radioactives on ignorait que le Thorium pouvait se désintégrer en Plomb les valeurs de T étaient donc exagérées pour toutes les roches contenant du Thorium. Ne pourrait-il exister un corps radio-actif autre que U et Th aboutissant au Pb par désintégration et qui obligerait à ajouter un troisième terme au dénominateur de la formule, c'est-à-dire à diminuer T ? On suppose dans ce qui précède que tout l'Uranium donné par l'analyse est U, et non U, dont la période est seulement 2 millions d'années, soit 25 fois moindre que celle de U; toute la partie de l'Uranium qui serait U, devrait être multipliée par 25 au dénominateur de T, ce qui diminuerait T. Rutherford lui-même a fait l'objection suivante au calcul de T: on ne sait si Th et U n'ont pas d'isotopes qui se désintégreraient avec des vitesses différentes de celles admises ci-dessus. Ellsworth (1) montre aussi qu'une hypothèse très hasardeuse à la base du calcul de T est qu'au moment de leur formation les roches ne contenaient ni Pb ni Ra, produisant rapidement du Pb puisque la période du Ra n'est que 1750 ans. Enfin il faut supposer que les minéraux par lessivages,. migration et redéposition de U, Th, Pb n'ont pas été altérés dans leur composition. En fait Ellsworth reconnaît que les minéraux altérés donnent des âges beaucoup plus grands que les autres. Pour des minéraux précambriens de l'Ontario, il a trouvé 1180 millions d'années en 1924, tandis que Walker pour des roches de même provenance n'a trouvé en 1923 que 294 millions d'années. Supposons maintenant que pour éviter ces difficultés et contradictions on veuille déterminer l'âge par la proportion de He trouvé dans les roches. D'autres difficultés (1) AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE (février 1925), Radioactive minerals as geological age indicators. |