Le seul laboratoire de salle blanche géoscientifique sans métaux en Allemagne à la TUBAF ouvre ses portes

Vue du nouveau laboratoire de salle blanche sans métal. / View of the new metal-free clean room laboratory.

Carte géologique avec les différents corps granitiques d'Aue-Schwarzenberg, Kirchberg et Eibenstock. En bas : Comparaison des âges de zircon publiés (données bibliographiques) avec de nouvelles données provenant de la datation de zircon à haute précision (TUBAF) pour les trois corps granitiques.

Le laboratoire de salle blanche dispose d'une commande automatique de la technologie du laboratoire.

Un laboratoire en salle blanche pour le domaine de la Physique Appliquée a déjà été créé par l'Université Technique de Freiberg – maintenant, un second s'ajoute. Le nouveau laboratoire en salle blanche de l'Institut de Minéralogie possède cependant une particularité : il est sans métal. Cela signifie que l’équipement et les appareils sont entièrement fabriqués à partir de matériaux non métalliques, les pièces métalliques nécessaires étant enveloppées dans du plastique. En effet, si du métal ouvert se trouvait dans la pièce, les analyses très sensibles pour la datation des roches seraient faussées.

La première équipe à emménager dans le laboratoire sera dirigée par la Professeure Marion Tichomirowa et ses collaborateurs. Avec le jeune professeur Maximilian Lau, le Professeur Johannes Heitmann ainsi que des représentants du département des constructions de l’Université (Ingolf Köhler, Eric Dalke), la minéralogiste a inauguré le nouveau laboratoire en salle blanche sans métal à la TUBAF le 16 avril 2024.

Grâce à la datation par uranium-plomb, les chercheurs peuvent déterminer très précisément l’âge géologique des roches dans le laboratoire sans métal. La Professeure Marion Tichomirowa dirige le laboratoire d’isotopes existant de l’université et a joué un rôle déterminant dans la construction du nouveau laboratoire en salle blanche sans métal dans le bâtiment Clemens-Winkler. « Le laboratoire d’isotopes de Freiberg, au sein de l’Institut de Minéralogie, est le seul laboratoire en Allemagne à effectuer une datation très précise des roches. Par rapport à d’autres méthodes de datation, nous pouvons déterminer l’âge des roches avec une précision dix fois supérieure », explique la Professeure Tichomirowa. Cela fait de la datation par uranium-plomb la « montre géologique » la plus précise actuellement disponible pour la recherche.

Importantes conclusions pour l’histoire de la Terre

Lorsque, par exemple, il s’agit de déterminer la succession exacte de divers événements géologiques qui se sont succédé rapidement, les chercheurs recourent à la datation par uranium-plomb. « Prenons l’extinction des dinosaures : il a longtemps été débattu si un impact de météorite il y a environ 66 millions d’années ou une activité volcanique intense a conduit à leur extinction. Avec la méthode de datation très précise, il a été possible de montrer que les deux événements ont contribué à leur disparition. »

Un autre exemple concerne la formation de minerais dans le massif du Erzgebirge. La datation par uranium-plomb du laboratoire d’isotopes de Freiberg a déjà fourni de nouvelles connaissances : « Nous avons pu montrer que les grands corps granitiques voisins du Westerzgebirge ne sont pas aussi vieux qu’on le pensait. En revanche, les granits d’Aue-Schwarzenberg se sont formés en premier (il y a environ 323 à 321 millions d’années), puis, environ deux millions d’années plus tard (de 321 à 319 millions d’années), le granite de Kirchberg s’est intrudé. Encore environ cinq millions d’années plus tard (de 316 à 314 millions d’années), la magma du granite d’Eibenstock s’est solidifiée », explique la Professeure Marion Tichomirowa.

Un laboratoire en salle blanche sans métal pour moins de plomb et des analyses plus précises

Le nouveau laboratoire en salle blanche dans le bâtiment Clemens-Winkler est l’un des rares laboratoires sans métal au monde. Étant donné que tous les métaux contiennent du plomb, il est possible que la méthode de datation soit faussée par la « contamination au plomb » même dans un laboratoire en salle blanche sans métal : « La quantité de plomb produite par la désintégration radioactive dans le minéral étudié, le zircon, est extrêmement faible ; elle se situe autour de 50 picogrammes, soit 0,00000000005 gramme. La quantité de plomb introduite dans le laboratoire lors des étapes analytiques doit donc être au moins 50 à 100 fois plus faible. Seul un laboratoire en salle blanche sans métal peut atteindre de telles valeurs « aveugles » pour le plomb. »

Dans ce nouveau laboratoire, les chercheurs peuvent désormais étudier des zircon plus petits et plus jeunes, et déterminer l’âge de ces roches avec encore plus de précision qu’auparavant. En géosciences, l’Université Technique de Freiberg dispose ainsi d’un laboratoire en salle blanche unique, permettant une recherche de pointe. À l’échelle mondiale, il n’existe qu’environ 10 à 15 autres laboratoires en salle blanche sans métal. Le coût de l’équipement du laboratoire, d’environ 2 millions d’euros, est supporté par l’État libre de Saxe.