Comment ils ont été formés continents sur lequel nous marchons aujourd’hui ? Pendant des décennies, la géologie a débattu pour savoir si la Terre primitive était dominée par une « tectonique verticale » (c’est-à-dire des panaches de chaleur s’élevant du manteau sans déplacement latéral) ou par une tectonique des plaques similaire à la tectonique moderne. Une nouvelle étude publiée dans Avancées scientifiques suggère que les premiers soubresauts des continents auraient été liés à processus de subduction s’est produit il y a 3,5 milliards d’années, dans l’éon archéenlorsque notre planète était entourée d’un immense océan mondial et que la croûte terrestre était principalement composée de basaltes.
Le secret du craton de Pilbara : données de recherche
L’équipe de recherche, dirigée par Maarten de Wit et Michael T. Roberts, a analysé les séquences ignées du Craton de Pilbaradans Australie occidentale. Ici, l’accent était mis sur Formation panoramique et sur Membre de la piscine Strelleydes roches qui ont conservé une signature chimique remontant àArchéen moyen.
Les données techniques fondamentales concernent la relation entre les oligo-éléments tels que Th/Yb (Thorium/Ytterbium)e Nb/Yb (Niobium/Ytterbium). Dans l’étude, les chercheurs ont observé un enrichissement systématique de Thorium par rapport à Niobium. Ce déséquilibre est un indicateur sans équivoque de la présence de fluides dérivés de la déshydratation d’une plaque qui coule: en pratique, c’est la « signature » de la subduction. Pendant que je basaltes des fonds marins (MORB) montrent des ratios Nb/Yb constants, les échantillons de Pilbara présentent des écarts indiquant un apport crustal important dans le manteau sous-jacent dès il y a 3,5 milliards d’années. L’une des objections historiques à la tectonique ancienne était la température du manteauce qui à l’Archéen était d’environ 200-300 °C de plus que la température actuelle. On pensait que cette chaleur rendait les plaques trop « mou » pour couler. Cependant, l’étude de de Wit et Roberts introduit le concept de subduction superficielle (subduction peu profonde). Les données géochronologiques indiquent que la croûte ne s’est pas enfoncée verticalement sur des centaines de kilomètres, mais a glissé selon un angle très faible. Cela a permis à la croûte de rester relativement froide et d’interagir chimiquement avec le coin du manteau sus-jacent. Dans l’étude, Roberts et de Wit expliquent clairement la portée de leurs données, en déclarant :
Nos données suggèrent que l’interaction des plaques et le recyclage de la croûte superficielle dans le manteau étaient déjà opérationnels au cours de l’Archéen moyen. Ce processus a fourni le mécanisme nécessaire pour générer la croûte continentale dense et stable qui a permis l’émergence des premiers continents.
Selon les chercheurs, la preuve de fluides dérivés de la subduction et du composition chimique des roches ignées indiquent que la Terre avait déjà trouvé un moyen de se « refroidir » et de se différencier efficacement dès un milliard d’années après sa naissance.
L’enrichissement en éléments lithophiles à gros ions (LILE) et l’épuisement des éléments à haute intensité de champ (HFSE) observés dans nos échantillons ne sont compatibles qu’avec les processus d’arc magmatique. Cela suggère que l’interaction des plaques et le recyclage de la croûte superficielle dans le manteau étaient déjà opérationnels il y a 3,5 milliards d’années.
Ce processus a fourni le mécanisme nécessaire pour générer le Croûte continentale de type TTG (Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite), les roches mères qui constituent le cœur de nos continents actuels.
Une découverte révolutionnaire
Cette recherche n’est pas qu’une simple curiosité géologique. Là subduction précoce implique que la Terre a commencé à recycler l’eau et le carbone entre l’atmosphère et le manteau très bientôt. Ce « thermostat global » stabilisait le climat et créait les niches chimiques nécessaires à l’évolution d’une vie complexe. En conclusion, les données de Pilbara nous indiquent que la « machine terrestre » a presque mis en marche ses moteurs tectoniques. un milliard d’années plus tôt que ne le suggéraient de nombreux modèles précédents, posant les bases chimiques et physiques du monde que nous connaissons.