Les roches les plus anciennes de la Terre fournissent de nouveaux indices importants sur l'histoire de notre planète
De nouvelles données géochimiques obtenues à partir des plus anciennes roches terrestres connues brossent un tableau nettement différent des débuts de l'histoire de la Terre. L'histoire géologique de notre planète va-t-elle être réécrite ? Pour en savoir plus, cliquez ici !
D'après ce que l'homme a pu découvrir depuis l'aube de son existence, la Terre est actuellement la seule planète connue pour abriter la vie, en grande partie grâce au fonctionnement de la tectonique des plaques, qui entraîne la circulation d'éléments biogéochimiques critiques et contribue au maintien d'un thermostat planétaire.
Grâce à des modèles géodynamiques numériques utilisés dans des études antérieures, les scientifiques ont soutenu la thèse selon laquelle la subduction et le recyclage fonctionnent depuis environ 4,3 milliards d'années. Comme la Terre elle-même est âgée de 4,5 milliards d'années, cette affirmation protège l'existence de la tectonique des plaques presque dès le premier jour.
L'étude présentant ces nouvelles preuves, publiée dans Science Advances le 30 juin, a été préparée par des chercheurs dirigés par le professeur LI Xianhua de l'Institut de géologie et de géophysique de l'Académie chinoise des sciences (IGGCAS), en collaboration avec des collègues d'Australie, du Canada et de Chine.
"Nos échantillons les plus anciens ne montrent aucun signe de recyclage des matériaux de surface il y a 4 milliards d'années", a déclaré le professeur LI, coauteur de l'étude, dans un communiqué. LI, co-auteur de l'étude, a déclaré dans un communiqué : "Et la première preuve que nous avons trouvée du recyclage de la surface dans les magmas ne date que de 3,8 milliards d'années".
Pourquoi est-il si difficile d'identifier les isotopes du silicium dans les roches anciennes ?
Pour permettre aux scientifiques de détecter les marqueurs du recyclage des matériaux de surface dans le magma, ils utilisent l'analyse isotopique du silicium (Si) et de l'oxygène (O) dans les roches granitiques.
Lorsque la Terre était à l'état primordial, l'eau de mer était saturée de Si et contenait d'abondantes doses de Si lourd, principalement en raison de l'absence de formes de vie qui le consommaient. Par conséquent, si une partie des matériaux lourds du fond marin a été recyclée dans les chambres magmatiques par subduction, des isotopes lourds du Si ont été détectés dans des échantillons de roches granitiques.
Cependant, comme le souligne ZHANG Qing, chercheur à l'IGGCAS et auteur principal de l'étude, l'identification de la composition isotopique primaire du Si dans les roches granitiques s'est heurtée à certains obstacles.
Le zircon, le minéral datable le plus abondant dans les roches granitiques, est également très résistant aux intempéries et à l'altération qui s'ensuit. Ainsi, l'application de techniques analytiques de très haute précision au zircon peut fournir les contraintes les plus fiables pour déterminer si la composition isotopique du Si détectée représente la signature primaire. L'absence de signature de Si lourd dans les roches datant de 4 milliards d'années signifie que les échantillons les plus anciens n'ont pas nécessité de subduction.
Limites géographiques des échantillons géologiques dans ces données et leur compréhension de la géodynamique terrestre
Comme les roches les plus anciennes proviennent d'une seule localité, "(...) l'absence de subduction dans une petite zone ne signifie pas qu'il n'y avait pas de subduction des plaques sur la planète il y a 4 milliards d'années", a déclaré Allen Nutman, de l'université de Wollongong en Australie, coauteur de l'étude.
Néanmoins, après un filtrage minutieux, les données ont révélé un changement distinct il y a 3,8 milliards d'années dans les isotopes du Si et de l'O. En tenant compte de cela, et sur la base des données actuelles, les scientifiques qui ont mené cette recherche concluent qu'un changement possible dans la géodynamique de la Terre, tel que le début de la subduction des plaques, s'est produit il y a 3,8 milliards d'années et non il y a 4,3 milliards d'années comme on le pensait auparavant.
Outre le fait incroyable que les plus anciennes roches terrestres sont bien préservées, nous avons également "(...) découvert qu'elles (...) racontent une histoire de maturation tectonique", comme le souligne Ross Mitchell de l'IGGCAS, co-auteur de l'étude.