Enseignement scientifique · Première · Contrôle n°1
L'histoire de l'âge de la Terre
Un contrôle d'enseignement scientifique de 60 minutes sur l'âge de la Terre : pourquoi les estimations anciennes étaient trop courtes, la demi-vie comme propriété statistique, le comptage par moitiés successives, l'hypothèse du système fermé et le choix de l'isotope. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
Imprimer le contrôle
Deux PDF à imprimer, sur papier A4. Gratuit, sans inscription.
Avant de commencer
- Parler d’une proportion restante dans un échantillon, jamais du sort d’un noyau.
- La demi-vie ne dépend ni de la température, ni de la pression, ni de la combinaison chimique.
- Un noyau ne vieillit pas.
- Une datation suppose que le système soit resté fermé.
- Dater un vestige et une roche ne se fait pas avec la même horloge.
- Un âge se donne avec son incertitude, jamais comme un nombre isolé.
Exercice 1 — Des estimations bornées
4 pts · 11 minAnalyser les estimations anciennes
Réponds à chaque question.
1.Sur quoi reposaient les premières estimations naturalistes ?
1 ptVoir la correction
Sur des vitesses supposées : refroidissement d’un globe initialement fondu, accumulation des sédiments, salinité des océans.
Chacune donnait un ordre de grandeur, et chacune était bornée par son hypothèse.
2.Quel terme le calcul de refroidissement ignorait-il ?
1 ptVoir la correction
La désintégration d’éléments radioactifs à l’intérieur du globe.
Cette source de chaleur était alors inconnue.
3.Le résultat était-il faux par erreur de calcul ?
1 ptVoir la correction
Non : il était trop court par ignorance d’un terme.
Le calcul lui-même était correct dans ses hypothèses.
4.Qu’est-ce qui a permis de dépasser ces estimations ?
1 ptVoir la correction
La radioactivité, qui a fourni une horloge.
Le chiffre a alors été multiplié par cent.
Exercice 2 — La demi-vie
5 pts · 14 minDéfinir la demi-vie
Réponds à chaque question.
1.Qu’est-ce que la demi-vie d’un isotope radioactif ?
1 ptVoir la correction
La durée au bout de laquelle la moitié des noyaux d’un échantillon se sont désintégrés.
Elle est propre à chaque isotope.
2.De quoi ne dépend-elle pas, et pourquoi est-ce important ?
1 ptVoir la correction
Ni de la température, ni de la pression, ni de la combinaison chimique ; c’est ce qui en fait une horloge fiable.
Elle est insensible à l’histoire géologique de la roche.
3.La demi-vie dit-elle quand un noyau donné se désintégrera ?
1 ptVoir la correction
Non : elle dit au bout de combien de temps la moitié d’un très grand nombre l’aura fait.
C’est une propriété statistique d’une population.
4.Un noyau vieillit-il ?
1 ptVoir la correction
Non : son passé ne change rien à sa probabilité de se désintégrer.
Il peut se désintégrer dans la seconde ou dans un million d’années.
5.Pourquoi une datation est-elle néanmoins fiable ?
1 ptVoir la correction
Parce qu’elle porte sur un nombre immense de noyaux.
Le caractère aléatoire individuel disparaît à cette échelle.
Exercice 3 — Dater
4 pts · 11 minDater par la décroissance radioactive
Réponds à chaque question.
1.Comment compte-t-on le nombre de demi-vies écoulées ?
1 ptVoir la correction
En comptant combien de fois la proportion restante se déduit par moitiés successives.
Un quart restant correspond à deux demi-vies.
2.À combien de demi-vies un huitième restant correspond-il ?
1 ptVoir la correction
À trois.
On passe de l’entier à la moitié, puis au quart, puis au huitième.
3.Un échantillon contient encore un huitième de son isotope père, dont la demi-vie vaut 700 millions d’années. Quel est son âge ?
1 ptVoir la correction
Environ 2,1 milliards d’années.
Trois demi-vies de 700 millions d’années font 2 100 millions d’années.
4.Quel âge la datation radiométrique donne-t-elle à la Terre ?
1 ptVoir la correction
De l’ordre de 4,5 milliards d’années.
C’est le résultat admis aujourd’hui par cette méthode.
Exercice 4 — Ce que la datation suppose
4 pts · 13 minÉnoncer les conditions d'une datation
Réponds à chaque question.
1.Quelle hypothèse la datation radiométrique suppose-t-elle ?
1 ptVoir la correction
Que le système soit resté fermé : aucun apport ni aucune perte d’isotope père ou fils depuis la fermeture.
L’horloge ne compte juste que sous cette condition.
2.Cite trois événements qui peuvent rouvrir le système.
1 ptVoir la correction
Un échauffement, une circulation d’eau, une altération.
Chacun peut faire entrer ou sortir des isotopes et fausser l’horloge.
3.Pourquoi une demi-vie trop courte ne convient-elle pas aux très longues durées ?
1 ptVoir la correction
Parce qu’elle laisse trop peu de matière père pour être mesurée.
Presque tout l’isotope père a disparu.
4.Pourquoi une demi-vie trop longue ne convient-elle pas aux durées brèves ?
1 ptVoir la correction
Parce qu’elle ne laisse pas apparaître de différence mesurable.
La proportion restante n’a presque pas bougé.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 11 minRepérer une erreur et la corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.
1.« Ce noyau a une demi-vie de mille ans : il se désintégrera donc dans mille ans. »
1 ptVoir la correction
La demi-vie est une propriété statistique d’une population, pas une échéance individuelle.
Un noyau donné peut se désintégrer dans la seconde ou dans un million d’années.
2.« La proportion mesurée donne trois demi-vies : l’âge de la roche est donc certain. »
1 ptVoir la correction
Le résultat suppose que le système soit resté fermé.
Un échauffement ou une circulation d’eau peut avoir rouvert le système.
3.« On peut dater une roche de trois milliards d’années avec un isotope de demi-vie courte. »
1 ptVoir la correction
Une demi-vie trop courte laisse trop peu de matière père pour être mesurée.
Il faut choisir l’isotope en fonction de la durée à mesurer.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1Pourquoi les estimations anciennes étaient courtes
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une erreur de calcul invoquée là où il manquait un terme.
Ex.2La demi-vie
5 points — 1 par question
Point perdu si : La demi-vie prise pour la durée de vie d’un noyau.
Ex.3Dater un échantillon
4 points — 1 par question
Point perdu si : Un comptage de demi-vies faux.
Ex.4Ce que la datation suppose
4 points — 1 par question
Point perdu si : L’hypothèse du système fermé passée sous silence.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une correction qui raisonne encore sur un noyau isolé.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à dater en cinq temps : la proportion restante, le comptage par moitiés, la multiplication par la demi-vie, la vérification du choix d'isotope, et l'âge donné avec son incertitude.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 3 en écrivant la suite des moitiés : la moitié, le quart, le huitième.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens ce qui manquait aux savants d'autrefois : non la rigueur du calcul, mais une horloge.
Les autres contrôles d'enseignement scientifique Première
- Le bilan radiatif terrestre — contrôle n°1
- Le bilan radiatif terrestre — contrôle Essentiel
- Le bilan radiatif terrestre — contrôle Standard
- Le bilan radiatif terrestre — contrôle Approfondi
- Une structure complexe : la cellule vivante — contrôle n°1
- Des édifices ordonnés : les cristaux — contrôle n°1
- Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité — contrôle n°1
- Un niveau d'organisation : les éléments chimiques — contrôle n°1
- Un niveau d'organisation : les éléments chimiques — contrôle Essentiel
- Un niveau d'organisation : les éléments chimiques — contrôle Standard
- Un niveau d'organisation : les éléments chimiques — contrôle Approfondi
- Entendre et protéger son audition — contrôle n°1
- Entendre et protéger son audition — contrôle Essentiel
- Entendre et protéger son audition — contrôle Standard
- Entendre et protéger son audition — contrôle Approfondi
- La forme de la Terre — contrôle n°1
- De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants — contrôle n°1
- De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants — contrôle Essentiel
- De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants — contrôle Standard
- De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants — contrôle Approfondi
- Le rayonnement solaire — contrôle n°1
- Son et musique — contrôle n°1
- Son et musique — contrôle Essentiel
- Son et musique — contrôle Standard
- Son et musique — contrôle Approfondi
- Le son, une information à coder — contrôle n°1
- La Terre dans l'Univers — contrôle n°1
Programme d'enseignement scientifique de première générale — BO 2023 n°25 — MENE2312806A · Contrôle rédigé pour ProgresSchool, version 2026.1.