Les détails techniques: Chimie
Les atomes, qui sont l’unité fondamentale de base de toute matière, peuvent différer considérablement les uns des autres. Bien que les atomes soient trop petits pour être vus sans utiliser de microscopes puissants, ils sont composés de particules encore plus petites: protons, neutrons et électrons.
Les électrons, qui sont des particules extrêmement légères et chargées négativement, orbitent autour d’une masse centrale – le noyau d’un atome. Les atomes peuvent gagner ou perdre des électrons, ce qui modifie la charge de l’atome (créant des ions). Cependant, l’atome reste le même élément qu’il ait une charge positive, négative ou neutre.
Le petit noyau dense (ou centre) de l’atome contient les autres composants – les protons et les neutrons. Les protons sont des particules chargées positivement et le nombre de protons est toujours fixé pour un élément particulier. En d’autres termes, le nombre de protons est ce qui donne à chaque élément son identité unique et individuelle. Par exemple, un atome de carbone a six protons, mais un atome avec seulement cinq protons est le bore tandis qu’un atome avec sept protons est l’élément azote.
Les neutrons sont neutres – ils sont gratuits. Les isotopes sont des atomes du même élément qui ont un nombre différent de neutrons. Bien que les isotopes du même élément soient jumeaux en ce qui concerne la réactivité, le nombre différent de neutrons signifie qu’ils ont une masse différente. Certains isotopes sont plus abondants dans certains matériaux que d’autres, car certains processus physiques et chimiques « préfèrent » un isotope à un autre. Ces différences d’abondance isotopique sont utilisées comme « étiquettes » pour identifier les différentes sources de CO2 trouvées dans un échantillon de CO2 atmosphérique. Les scientifiques de l’atmosphère de la NOAA utilisent ces étiquettes isotopiques pour déterminer quel pourcentage de ce carbone provient des combustibles fossiles, de la biosphère terrestre ou de l’océan.
Isotopes du carbone
Les isotopes du carbone se présentent sous trois formes. L’isotope le plus commun du carbone est de loin le carbone 12 (12C), qui contient six neutrons en plus de ses six protons. Le prochain isotope de carbone le plus lourd, le carbone 13 (13C), contient sept neutrons. Le 12C et le 13C sont tous deux appelés isotopes stables car ils ne se désintègrent pas en d’autres formes ou éléments au fil du temps. L’isotope rare du carbone 14 (14C) contient huit neutrons dans son noyau. Contrairement au 12C et au 13C, cet isotope est instable ou radioactif. Au fil du temps, un atome 14C se désintégrera en un produit stable.
La grande majorité de tout le carbone trouvé sur Terre est 12C. Près de 99% de tout le carbone sur Terre est de cette forme. Alors que seulement environ 1% de tout le carbone sur Terre est de la forme isotopique 13C, le 14C est encore beaucoup plus rare. Un seul atome de carbone sur chaque billion est 14C.
Pour avoir une idée du peu d’atomes 14C par rapport au 12C, comparons un à un billion. Un billion, c’est un million de millions. Si vous aligniez un billion de billets d’un dollar, cela s’étendrait presque de la Terre au soleil!