Une équipe de recherche contredit la théorie dominante de la formation de la croûte terrestre, démontrant un lent remaniement continu plutôt qu’un ralentissement rapide il y a 3 milliards d’années. En analysant plus de 600 000 échantillons de roches dans le monde, ils ont proposé une nouvelle méthode pour cartographier la croissance de la croûte terrestre, suggérant une croissance plus progressive et offrant un aperçu des formations et des différences planétaires, notamment concernant Vénus.
Pendant des milliards d’années, la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de remaniement, alors que sa croissance avait rapidement ralenti il y a environ 3 milliards d’années, révèle une étude menée par Penn State. Cette nouvelle découverte contredit les théories existantes qui suggèrent la formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre, ont indiqué les chercheurs.
La recherche a été récemment publiée dans la revue Lettres de perspectives géochimiques.
Ces travaux pourraient aider à répondre à une question fondamentale sur notre planète et pourraient contenir des indices sur la formation d’autres planètes, selon l’auteur principal Jesse Reimink, professeur adjoint de géosciences.
« La théorie dominante pointe vers un point d’inflexion il y a environ 3 milliards d’années, ce qui implique que nous avions une planète stagnante sans activité tectonique avant un passage soudain aux plaques tectoniques », a déclaré Reimink. « Nous avons montré que ce n’était pas le cas. »
Pour tracer la formulation de la croûte terrestre – ou la courbe de croissance de la croûte terrestre – les chercheurs se sont tournés vers plus de 600 000 échantillons constituant la base de données des archives rocheuses de la Terre. Des chercheurs du monde entier, y compris à Penn State, ont analysé chaque échantillon de roche enregistré pour déterminer son contenu géochimique et son âge. Les chercheurs ont choisi les enregistrements rocheux plutôt que les échantillons minéraux, ce qui a éclairé la théorie d’une formation plus soudaine, car ils ont déclaré que les enregistrements rocheux sont plus sensibles et moins sujets aux biais sur ces échelles de temps.
Les recherches menées par Jesse Reimink, professeur adjoint de géosciences à Penn State, suggèrent que la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de remaniement pendant des milliards d’années, plutôt que de ralentir rapidement sa croissance il y a environ 3 milliards d’années. Ces travaux contredisent les théories existantes suggérant la formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre, a déclaré Reimink. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Jesse Reimink
Sachant que la fiabilité des enregistrements minéraux diminue avec le temps, les chercheurs ont recréé la courbe de croissance de la croûte terrestre à l’aide des enregistrements rocheux. Pour ce faire, ils ont développé une méthode unique pour déterminer comment les roches ignées datant d’il y a des millions d’années ont été retravaillées et reformées au fil du temps : démontrant expérimentalement comment la même roche pouvait changer de différentes manières au fil du temps. Les roches peuvent être reformées de plusieurs manières, par exemple en s’altérant en sédiments ou en étant refondues dans le manteau. Les chercheurs ont donc utilisé ces données expérimentales pour éclairer de nouveaux outils mathématiques capables d’analyser les enregistrements de roches et de déterminer les différences dans les changements d’échantillons.
« Nous avons calculé l’ampleur des remaniements en examinant la composition des roches ignées d’une nouvelle manière qui permet de déterminer la proportion de sédiments », a déclaré Reimink.
Ils ont utilisé ces calculs pour calibrer les remaniements documentés dans les archives rocheuses. Ensuite, les chercheurs ont calculé la courbe de croissance de la croûte terrestre en utilisant les nouvelles connaissances sur la façon dont les roches se sont reformées. Ils ont comparé la courbe nouvellement calculée au taux de croissance glané à partir des archives minérales par d’autres experts.
Les travaux de Reimink et de son équipe indiquent que la croûte terrestre suit le chemin du manteau – la couche sur laquelle repose la croûte – suggérant une corrélation entre les deux. Ce n’est pas la première fois que les géoscientifiques suggèrent une croissance crustale plus progressive, a déclaré Reimink ; cependant, c’est la première fois que le disque rock est utilisé pour le sauvegarder.
« Notre courbe de croissance crustale correspond à l’enregistrement de croissance du manteau, il semble donc que ces deux signaux se chevauchent d’une manière qui ne s’est pas produite lors de l’utilisation de l’enregistrement minéral pour créer la courbe de croissance crustale », a déclaré Reimink.
Reimink a averti que la recherche améliore ce que les chercheurs comprennent, mais ce n’est pas la solution ultime pour la recherche sur la croissance crustale. Il y a tout simplement trop peu de points de données pour parler du vaste temps et de l’espace de la croûte terrestre. Cependant, a déclaré Reimink, une analyse plus approfondie des points de données existants pourrait aider à éclairer les enquêtes sur d’autres planètes. Vénuspar exemple, n’a pas de plaques tectoniques et pourrait être un exemple moderne de la Terre primitive.
« Quand la Terre et Vénus sont-elles devenues différentes ? » demanda Reimink. « Et pourquoi sont-ils devenus différents ? Ce taux de croissance de la croûte terrestre joue un rôle important dans ce phénomène. Il raconte comment, quoi et pourquoi les planètes ont évolué sur différentes trajectoires.
Joshua Davies, de l’Université du Québec à Montréal; Jean-François Moyen, de l’Université de Lyon, France ; et D. Graham Pearson, de l’Université de l’Alberta, Canada, ont contribué à cette recherche.
Le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada a soutenu en partie cette recherche.
