Cette ressource a été conçue par un professeur dans le cadre de sa démarche en enseignement scientifique. Le type de la ressource proposée n'est pas indiqué afin que chaque professeur puisse de se réapproprier son contenu et l'utiliser pour construire une évaluation ou un travail en classe ou simplement comme une source de documents utilisables par les élèves. Quelques éléments nécessaires à la compréhension de la ressource sont toutefois indiqués ci-après.

Travail préalable réalisé : La construction d’un savoir scientifique à partir de l’exemple de la théorie cellulaire. Le document ici présenté a été exploité dans le cadre d’une évaluation visant à :

• Distinguer science et croyance
• Identifier les éléments caractéristiques de la construction d’un savoir scientifique à partir d’un second exemple.

Objectifs travaillés avec la ressource :

Le savoir scientifique résulte d’une construction rationnelle. Il se distingue d’une croyance ou d’une opinion. Il s’appuie sur la description et l’analyse de faits extraits de la réalité complexe ou produits au cours d’expériences.

Le savoir scientifique résulte d’une longue construction collective jalonnée d’échanges d’arguments, de controverses parfois vives. Une certitude raisonnable s’installe et se précise progressivement, au gré de la prise en compte de faits nouveaux, souvent en lien avec les progrès techniques.

Lien possible avec les pistes du BO :

Partie 2 : La Terre, un astre singulier

Objectifs. La connaissance des caractéristiques de la Terre (rayon terrestre, forme et âge) s’est construite sur un temps très long, donnant lieu à plusieurs controverses. L’évolution des observations, des outils mathématiques et techniques a permis d’aboutir à un résultat stabilisé. Cette partie du programme donne l’occasion de distinguer un savoir scientifique d’une croyance.

3.2 — L’histoire de l’âge de la Terre

Nature du savoir scientifique et méthodes d’élaboration

Histoire des sciences : quelques étapes de l’étude de l’âge de la Terre, Buffon, Darwin, Kelvin, Rutherford. Pluralité des démarches scientifiques.

L’histoire de l’âge de la Terre.

Quel est l’âge de la Terre ? On retrouve déjà des estimations de cet âge dans l'Antiquité puis au Moyen Âge. En 1655, l'archevêque anglican James Ussher calcule l’âge de la Terre en se basant sur les textes de l'Ancien Testament : elle s'est formée en 4004 avant J-C. Il donne même le jour et l'heure de sa création !

Vers 1755, Georges Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788), réalise des expériences sur la durée de refroidissement de sphères métalliques de différents diamètres. Il propose alors un âge de la Terre de 10 millions d'années (Ma) environ, pourtant il n'annoncera que 74 000 ans pour être, selon ses notes, compris de ses lecteurs !

Fin XVIIIe, des fossiles s’amassent dans les cabinets de curiosités ; des hommes observent les phénomènes géologiques et s’interrogent. Comment, en si peu de temps, autant de restes d'êtres vivants ont-ils pu être accumulés ? Comment, en aussi peu de temps, autant de sédiments ont-ils pu se déposer ? (…)

Vers 1860, le physicien anglais Lord Kelvin, propose un âge de 100 millions d’années à partir d’expériences basées sur les lois de la thermodynamique. Les géologues, dont Charles Lyell et Charles Darwin sont les chefs de file, estiment cet âge beaucoup trop faible. La querelle entre les géologues et les physiciens fait rage !

C'est la découverte de la radioactivité naturelle par Henri Becquerel en 1896 et le développement de son application à la datation qui y mettra fin. En 1915, la méthode Uranium-Plomb, mise au point par Bertram Boltwood, permet d'attribuer un âge de 1,3 milliard d'années (1,3 Ga soit 1 300 Ma) aux plus vieilles roches terrestres.

En 1938, Alfred Nier trouve, pour les plus vieux échantillons de roche, des âges de 2,5 Ga. A la même époque, l'astronome Edwin Hubble avait estimé l'âge de l'univers entre 1,8 Ga et 2 Ga en utilisant l'éloignement progressif des galaxies. Des roches seraient donc plus vieilles que l’Univers !

En 1950, l’âge de la Terre est estimé à 3,5 Ga environ et l’âge de l’Univers à 4 Ga.

En 1953, Clair Cameron Patterson procède à l'analyse de la composition isotopique du plomb contenu en traces dans les météorites et montre que la Terre et les météorites se sont formées à la même époque, il y a 4,55 Ga (70 Ma). L’étude de Patterson est considérée comme ayant fourni la première estimation correcte de l’âge de la formation du Système solaire et de la Terre. Cet âge sera confirmé par d'autres méthodes isotopiques. C'est l'âge qui figure dans tous les manuels.

Modifié d’après https://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/limites/Temps/datation-isotopique/enseigner/datation-de-la-terre-par-la-methode-pb-pb

1. Donner une méthode d’estimation de l’âge de la Terre reposant sur une croyance.
2. Identifier, dans la construction des connaissances sur l’âge de la Terre, des éléments caractéristiques de la construction d’un savoir scientifique.