La datation par le carbone 14 est une technique employée par les chercheurs pour estimer l'âge des échantillons qu'ils étudient. Elle est appliquée dans des disciplines très variées. Le carbone possède différents isotopes, dont le carbone 12 qui est le plus abondant. Son noyau est composé de 6 protons et de 6 neutrons. Il est dit stable ou non radioactif.
Le noyau de l'atome de carbone 14 est composé de 6 protons et de 8 neutrons. C'est un isotope radioactif du carbone. Sur Terre, on trouve environ un atome de carbone 14 pour 1000 milliards de carbone 12. Le carbone 14 se forme dans la haute atmosphère.
Le gaz atmosphérique, composé principalement d'azote 14 et d'oxygène 16, est bombardé par des rayons cosmiques libérant des neutrons par réaction nucléaire. Ceux-ci interagissent avec d'autres atomes d'azote et les transforment en carbone 14. Le carbone 14, comme tout isotope de carbone, s'oxyde au contact de l'oxygène pour former du dioxyde de carbone. Sous cette forme, il est assimilé par les organismes vivants, par la photosynthèse ou par l'alimentation. Lorsque l'organisme meurt, il n'assimile plus de carbone. La quantité de carbone 12, non radioactif, contenue, reste stable, tandis que celle de carbone 14, radioactif, diminue.
Le carbone 14 se désintègre à un rythme fixé par ses propriétés radioactives, rythme, appelée période radioactive ou demi-vie. Celle du carbone 14 est de 5730 ans. Au bout de 5730 ans, la moitié des atomes de carbone 14 se sont désintégrés pour devenir de l'azote 14 non radioactif.
On retrouve du carbone 14 dans toute matière organique et dans les carbonates, dont les chercheurs peuvent dès lors estimer l'âge Grâce à la période radioactive du carbone 14, en analysant le rapport carbone 14 sur carbone 12 contenu dans un échantillon, les chercheurs déterminent la quantité de carbone 14 en mesurant la radioactivité de l'échantillon ou en comptant directement le nombre d'atomes de carbone 14. Ils peuvent ainsi mesurer le rapport carbone 14 sur carbone 12 et en déduire l'âge carbone 14 de l'échantillon. Cet âge, carbone 14, n'est pas l'âge réel de l'objet. Pour estimer cet âge réel, les chercheurs se réfèrent à une courbe de calibration. Cette courbe est nécessaire car la production de carbone 14 initialement présente dans l'atmosphère varie dans le temps. Or, cette quantité initiale détermine la quantité de carbone 14 qui peut être absorbée par les organismes.
Plus il y a de carbone 14 formé dans la haute atmosphère, plus les organismes vont en incorporer. La courbe de calibration permet de tenir compte de ces variations de quantité de carbone 14 initialement présentes dans l'atmosphère. Elle est réalisée grâce à l'accumulation de résultats et à l'étude d'échantillons de référence dont on peut connaître à la fois l'âge réel et la quantité de carbone 14. L'accumulation de résultats référence a permis d'établir cette courbe. tenu à jour avec l'accumulation continue des données. Cette courbe permet d'estimer l'âge réel d'objet remontant jusqu'à moins 50 000 ans environ.