1 - Introduction

1Les unités de temps utilisées en Sciences de la Terre ne sont pas homogènes dans les articles scientifiques. Le plus souvent elles ne correspondent pas au SI (Le Système International d’unités). Les incohérences les plus souvent observées sont liées au contraste entre le « temps absolu » ou « âge » obtenu par des méthodes radio-isotopiques, et la différence de temps entre « maintenant » et un événement dans le passé ou encore la différence de temps entre deux événements dans le passé. En pratique dans un article scientifique un point dans le temps sera exprimer par exemple en « Ma » (signifiant donc spécifiquement millions d’annus (a) avant le « présent »), et la quantité de temps mesurée entre deux points dans le passé exprimé en « Myr, My ou Myrs » (symboles dérivés à partir d’une abréviation de « year ou years » signifiant dans ce contexte « durant des millions d’années ») (Aubry et al., 2009). La distinction entre âge et temps ainsi notée est problématique car, s’il existe une définition stricte de l’unité de temps « annus » symbole « a » et donc de ka, Ma ou Ga (10³ ; 10⁶ et 10⁹ annus) (Holden et al., 2011), il n’existe pas plusieurs définitions et durées pour l’année (ou year). En effet, selon que l’on parle en année julienne, grégorienne, maya, draconique, tropicale (solaire) ou encore sidérale la durée implicitement donnée est différente (ex. 260 jours pour l’année maya ; 365 jours et 6h pour une année Julienne ; 365 jours, 5 heures et 48 452 606 secondes pour une année sidérale). Même avec une référence à un calendrier particulier (i.e. nombre de jours fixes) il n’est pas possible, à cause de la diminution de 0,520 seconde par siècle de la durée d’une année, de définir une durée universelle au sens physique du terme (IUPAC 2007). Afin de rendre les choses plus homogènes et de mettre les Sciences de la Terre en accord avec le SI, l’IUPAC (Union International de Chimie Pure et Appliquée) et l’IUGS (Union Internationale des Sciences Géologiques) ont proposé des recommandations sur l’utilisation des unités de temps (Holden et al., 2011). Celles ci seront présentées en détails ci-dessous après un rappel de quelques bases sur les unités du SI. Le cas particulier des unités pour les dates ¹⁴C sera lui présenté en fin d’article.

Tab.1: Quantités de base et unités de base du SI

Agrandir Original (png, 21k)

extrait de BIPM, 2006 ; p. 112

2 – Unités du SI

2Le tableau 1 présente les unités SI les plus communément utilisées en Sciences de la Terre (tab. 1). Celles-ci ont une définition stricte et chacune d’elle est associée à un symbole particulier non substituable.

3L’unité de temps officielle SI est la seconde notée « s ». La seconde correspond par définition à 1/31 556 925,9747 d’une année tropicale le 1^er janvier 1900 à 12 heures (Bureau International des Poids et Mesures - BIPM - 2006). L’utilisation correcte des unités SI est telle que les opérations mathématiques doivent suivre les règles algébriques classiques (Thompson & Taylor 2008), donc distributives dans le cas d’une soustraction (ex. 100 km - 90 km = (100-90) km = 10 km). Il en va donc de même pour les unités de temps. Ce point fait écho à la différence d’unité entre âge et durée dans la littérature scientifique. Si on suit donc les règles SI, un âge et une durée s’expriment toujours dans la même unité. Attention, un âge absolu exprimé en Ka ou KA n’a aucune signification car le préfixe K est réservé pour le Kelvin (unité SI de la température, table 1) et A pour ampère (unité SI du courant électrique, tab. 1).

3 - Les recommandations de I’UPAC et de l’IUGS

4Dans un article de 2011, Holden et collaborateurs ont défini l’annus (dérivé du latin année) avec comme symbole « a ». La durée de l’annus est fixe et correspond à 3.155 692 5445 × 10⁷ secondes. Ce calcul a été effectué sur la base de la durée de l’année tropicale 2000. L’annus est donc définie comme un multiple fixe de la seconde qui est l’unité de temps SI et doit par conséquent suivre les règles d’utilisation définies par le BIPM en 2006. Cette publication de 2011 vise en réalité à modifier et légitimer une définition donnée par Berggren & Van-Couvering (1979) qui utilisèrent pour la première fois Ma (Mega-annum) pour signifier « année x10⁶ avant 1950 AD » (AD signifie : an de notre seigneur Jésus-Christ en latin : Anno Domini Nostri Iesu Christi). Cette définition était donc relative à une année grégorienne, par rapport à 1950. Elle n’était donc pas définie par rapport à la seconde (i.e. unité de temps SI).

5L’unité « a » officielle peut être complétée avec les préfixes k (x10³), M (x10⁶), et G (x10⁹), sans espace entre le préfixe et l’unité, à savoir ka, Ma, et Ga pour désigner millier, millions et milliards d’années, respectivement. Ceci est valable pour toutes les méthodes de datation sauf pour le ¹⁴C qui a des conventions différentes (voir ci-dessous). Un âge radio-isotopique (TL, OSL, U/Th, ⁴⁰Ar/³⁹Ar…) ne doit pas être exprimé en ka BP ou Ma BP (BP signifiant « Before Present ») car BP est spécifique au ¹⁴C (voir ci-dessous). Il est recommandé de ne plus exprimer les durées de façon différentes des âges et donc d’abandonner les abréviations dérivées de year ou de years (ex. ky, My, Gy ou kyr, Myr, Gyr ou encore kyrs, Myrs, Gyrs). Par exemple, un événement géologique qui a eu lieu entre 50 Ma et 10 Ma aura durée 40 Ma et pas 40 Myrs ou 40 Myr.

6On notera enfin que beaucoup de journaux scientifiques anglo-saxons parmi les plus prestigieux comme Nature, Science ou Geology ne se sont pas encore pliés aux unités SI. Ils continuent de demander de faire la différence entre âge et durée et acceptent toujours les âges exprimés en kyrs ou Myrs selon le cas. Donc, même si l’article de Holden et al. (2011) donne la manière correcte de reporter des unités de temps, il n’y a pas encore d’obligation à les utiliser. Par contre, il est obligatoire d’utiliser la même notation pour le temps dans l’ensemble d’un article (texte + figures et tables), mais aussi lors d’une présentation publique.

4 - Le cas particulier des datations radiocarbone (¹⁴C)

7Les résultats bruts des datations par la méthode radiocarbone sont exprimés en année ¹⁴C avant BP) (« Before Present ») (ex. 1000 BP = 1000 ans avant le présent ; van der Plicht & Hogg, 2006). Le BP est définie comme la date de la première mesure ¹⁴C, symboliquement fixée au 1^er janvier 1950 (Stuiver & Polack, 1977). Cette date est aussi pertinente car le rapport ¹⁴C/¹²C atmosphérique a été modifié depuis par les tests nucléaires. Certaines personnes parlent également de « Before Physic » pour BP. Il faut faire la distinction entre une date ¹⁴C et un âge (point dans le temps) obtenu par les autres méthodes radio-isotopiques. Comme les dates ¹⁴C ne tiennent pas compte de la variation de production du ¹⁴C au cours du temps (modulation par les variations du champ magnétique dipolaire terrestre majoritairement), il est nécessaire de les recalculer par rapport à une courbe de calibration. La courbe de calibration actuelle est IntCal13 (Reimer et al., 2013). Elle permet de passer d’un âge ¹⁴C à un âge calendaire ou calibré. Après avoir effectué cette calibration les datations sont exprimées soit en nombre d’année avant BC (« Before Christ » ou cal. BC) en cal. AD (voir définition au-dessous) ou cal. BP. Pour revenir sur les unités cal. BC ou cal. AD très utilisées par les archéologues, celles ci sont très critiquables pour deux raisons : 1) pour le scientifique utiliser une référence à une date de tradition chrétienne donc par nature non universellement reconnue est discutable ; 2) historiquement, nous savons que la date de naissance de Jésus-Christ est fausse dans le calendrier actuel. En effet, il serait né en réalité en l’an 750 après la fondation de Rome selon l’historien juif Flavius Joseph. Cette date correspond à la mort du roi Hérode et donc aussi à la naissance de Jésus-Christ (voir aussi évangile de Mathieu Chap 2 v.19-22). Jésus-Christ est donc né entre -4 et -5 BC car l’année 754 du calendrier romain (i.e. 754 ans depuis la création de Rome) a été utilisée comme point de départ pour notre calendrier et ceci suite à une décision prise en l’an 525. Pour ces deux raisons, il est préférable d’utiliser cal. BP pour un âge calibré ¹⁴C (Van der Plicht & Hogg, 2006).