Grâce à la signature chimique de minuscules cristaux formés au cours de l’Hadéen, des scientifiques ont pu montrer que le grand mécanisme de la tectonique des plaques était déjà actif il y a 4,2 milliards d’années, bien plus que ce que l’on supposait jusqu’à présent.
[EN VIDÉO] Un milliard d'années résumé en 40 secondes : la tectonique des plaques Des chercheurs ont modélisé les mouvements des plaques tectoniques lors du dernier milliard d'années.
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La TerreTerre a la particularité d'avoir une surface en constante évolution, en lien avec la valse des continents qui s'assemblent et se fragmentent. Au cours de son histoire, notre Planète n'a ainsi eu de cesse de changer de visage et l'on sait aujourd'hui combien cette dynamique a joué un rôle majeur dans l'évolution de la biodiversitébiodiversité terrestre. Cette activité tectonique pourrait même être intimement liée à l'apparition de la vie sur Terre. Mais comment savoir à quoi ressemblait le paysage terrestre il y a plus de 4 milliards d’années, moment où la vie aurait commencé à émerger ?
Rares sont les témoins, en effet, de cette période juvénile de notre Planète. S'il est déjà difficile de dater avec précision l'apparition des premières cellules vivantes, il l'est peut-être encore plus de déterminer si la surface terrestre était déjà animée de mouvementsmouvements tectoniques.
Les zircons, uniques archives chimiques des premiers temps de la Terre
Les seules informations qui permettent de décrire le monde à l'Hadéen, soit les 500 premiers millions d'années après la formation de la Terre, sont archivées sous la forme d'une signature chimique au sein de minuscules grains minérauxminéraux que l'on appelle zirconszircons. La résistancerésistance à toute épreuve de ces minéraux fait qu'ils peuvent « survivre » au processus d'altération et d'érosion pendant des milliards d'années. Il est ainsi possible de retrouver, dans les zones les plus anciennes de la croûte terrestrecroûte terrestre que sont les cratonscratons, de minuscules cristaux ayant été formés à l'aubeaube de la vie de notre Planète.
L'analyse de zircons a ainsi permis de montrer que la croûte continentale s'est formée relativement rapidement dans l'histoire de la Terre, il y a plus de 4,15 milliards d'années, à la suite de la phase « océan de magmamagma ». Mais comment savoir si ces premiers continents étaient mobilesmobiles ?
Pour répondre à cette question, des scientifiques sont partis à la recherche de certains témoins chimiques caractéristiques du mécanisme de la tectonique des plaquestectonique des plaques.
Une signature chimique de certains processus tectoniques
La tectonique des plaques repose en effet sur deux étapes, qui sont la création et la destruction de la croûte terrestre, de manière cyclique. Si la création de croûte est associée à des processus magmatiques, la phase de destruction se joue au niveau de zones de subduction, lorsqu'une plaque plonge sous une autre plaque. Le matériel qui la compose (les roches de la croûte mais également les sédimentssédiments et les éléments volatils comme l’eau) est alors recyclé et incorporé au manteaumanteau. Or, c'est ce manteau chimiquement modifié qui va fondre pour produire les magmas et ces derniers vont venir former la nouvelle croûte en surface. La signature chimique des roches volcaniquesroches volcaniques peut donc permettre de remonter à la composition initiale du magma et donc d'en déduire si oui ou non il dérive d'un mécanisme tectonique en amont.
Les chercheurs ont donc analysé des zircons âgés de 3,8 à 4,2 milliards d'années provenant du craton de Jack Hills (Australie). Ils se sont plus spécifiquement penchés sur la description du contenu isotopique du siliciumsilicium et de l'oxygène, et sur la présence de certains éléments chimiqueséléments chimiques dits éléments trace. Les résultats obtenus ont été publiés dans la revue Nature Communications.
Un processus de subduction actif il y a 4,2 milliards d’années
La composition du magma à l'origine de ces zircons implique l'existence d'une zone de subduction, où une croûte riche en serpentiniteserpentinite et en basaltesbasaltes silicifiés, surmontée d'une couche de sédiments détritique avec notamment la précipitation de silex, aurait été recyclée au sein du manteau il y a environ 4,2 milliards d'années. Les magmas produits, de composition intermédiaire à felsique et riches en eau, auraient été formés à basse température (650-800 °C) mais à haute pressionpression (plus de 4 kbar). Des conditions qui rappellent celles du magmatisme d'arc tel qu'on le connait aujourd'hui.
Les arcs volcaniqu...
[Courte citation de 8% de l'article original]