Un affleurement éloigné au Canada abrite des roches qui ont au moins 4,16 milliards d'années, les chercheurs signalent le 26 juin Science. Si cela est vrai, ces rochers seraient le plus ancien connu sur Terre et le premier à ce jour à l'éon le plus ancien et le plus mystérieux de la planète.
La constatation est la dernière salve d'un débat qui a commencé en 2008 sur la fiabilité des méthodes géochimiques utilisées pour évaluer l'âge de cet affleurement. Dans la nouvelle étude, les scientifiques renforcent leur affirmation la plus ancienne en utilisant deux méthodes distinctes basées sur la désintégration radioactive des éléments à ce jour d'ancien magma qui a fait l'absence de roches parentales encore plus anciennes. Les deux méthodes ont fourni la même date de 4,16 milliards de dollars.
La Terre s'est formée vers 4,66 milliards d'années, mais aucune roche de surface ne remonte si loin. C'est parce que trop s'est produit dans l'intervalle: pendant les 600 millions d'années de la Terre, connue sous le nom de l'éon Hadean, la planète a été frappée à plusieurs reprises par des astéroïdes, y compris de puissants coups qui ont lancé un ou plusieurs mecs de roche pour former la lune. Le début de la tectonique des plaques, peut-être il y a 3 milliards d'années, a refait à plusieurs reprises la surface de la Terre par la subduction, la construction de montagnes et l'altération chimique par une chaleur ou une pression extrême. Par conséquent, la majeure partie de la surface de la planète est assez jeune, géologiquement parlant.
Mais certains continents, comme l'Amérique du Nord, ont un cœur extrêmement vieux. Ces anciens centres continentaux, appelés cratons, sont suffisamment éloignés des limites de la plaque tectonique pour avoir survécu au cycle tectonique des plaques pendant des milliards d'années.
Une telle bande se trouve dans le nord-est du Canada, couvrant une grande partie des provinces du Québec et de l'Ontario. «La plupart de ce cou des bois est connu pour être 2,7 [billion] à 3 milliards d'années », explique Jonathan O'Neil, géologue / géochimiste à l'Université d'Ottawa. Mais il y a une partie encore plus ancienne de ce craton: un groupe de roches dans le nord du Québec, connu sous le nom de Nuvvuagittuq Greenstone Belt, ou NGB. Comme cela », dit O'Neil.
Mais au cours des 15 dernières années, lui et ses collègues ont soutenu que le NGB était encore plus âgé, lançant un débat féroce.
L'affleurement est «difficile à ce jour à cause de la composition des rochers», dit O'Neil. Les roches sont basaltiques, formées par le volcanisme sur le fond marin. Le problème est que les roches basaltiques n'ont généralement pas la bonne composition chimique pour former des zircons – les petits minéraux robustes qui offrent aux géologues plusieurs fenêtres dans le passé profond de la Terre. Les zircons contiennent deux isotopes, ou formes, d'uranium qui se décomposent en deux types de plomb – un twofère qui fournit des dates difficiles à réfuter.
«Les zircons sont l'étalon-or» dans la datation du rock radioactif, dit O'Neil. Mais pour le NGB pauvre en zircon, une approche différente était nécessaire. En 2008, O'Neil et ses collègues ont essayé quelque chose de nouveau: ils ont utilisé une méthode de datation isotopique différente et non conventionnelle en utilisant des éléments qu'ils pourraient identifier dans les rochers: samarium et néodyme.
L'isotope samarium-146 se désintègre dans le néodyme-142; Cette désintégration radioactive a été utilisée pour sortir des rochers de la lune et des météorites martiennes mais n'avait jamais été utilisé sur les rochers de la terre, dit O'Neil. « Rien n'était assez vieux. » En utilisant cette désintégration isotopique, l'étude de 2008 a conclu que le NGB avait environ 4,3 milliards d'années.
La controverse s'ensuivit. «Le scepticisme est venu de trois choses différentes», dit O'Neil. L'une était la nature non conventionnelle de la méthode de datation de samarium-neodymium, que certains considéraient comme potentiellement moins fiable que la datation à la tête d'uranium des zircons.
Un autre problème était que l'équipe avait utilisé une autre méthode de datation Samarium-Neodymium – la décroissance radioactive de Samarium-147 au néodyme-143 – sur le même affleurement, ce qui donne un âge beaucoup plus jeune d'environ 3,8 milliards d'années.
Mais cet écart, dit O'Neil, peut être attribué à la différence des taux de désintégration des isotopes. La demi-vie de Samarium-146 est d'environ 96 millions d'années, ce qui signifie que c'était un clin d'œil en temps géologique avant que son horloge radioactive ne cesse de cocher. En revanche, la demi-vie de Samarium-147, s'étend sur des milliards d'années – son horloge tourne encore aujourd'hui.
«Si vous utilisez une horloge qui tourne toujours, chaque fois que vous« cuisinez »les rochers [through tectonic events]vous avez un risque de réinitialiser cette horloge « , explique O'Neil. » Il enregistrera tous les autres événements suffisamment à haute température. » Et cela signifie que les horloges radioactives à plus long terme sont plus susceptibles de produire des âges plus jeunes.
Le troisième numéro a armé sur la façon d'interpréter les âges. L'écart des dates, selon certains chercheurs, pourraient indiquer des interactions chimiques passées entre ces roches et le magma hadéen ancien, créant un méli-mélo isotopique qui brouille toute interprétation de l'âge.
Ainsi, dans la nouvelle étude, O'Neil et ses collègues ont intentionnellement recherché des intrusions, des endroits où le magma ancien s'infiltre dans le rocher plus âgé. De cette façon, la relation géologique entre les intrusions et les roches dans lesquelles ils sont entrées seraient claires. Ensuite, l'équipe a effectué les deux mêmes types de rencontres radioactives sur les intrusions. Cette fois, les deux méthodes ont trouvé la même date: 4,16 milliards d'années.
Avec ces preuves géologiques supplémentaires, «je dois dire que j'étais pour la première fois convaincu qu'au moins des sections des roches exposées à Nuvvuagittuq pourraient être d'âge HaDean», explique Jörg Elis Hoffmann, géochimiste à Freie Universität Berlin qui n'a pas été impliqué dans l'étude.
Les résultats de l'étude initiaux étaient «provocateurs, mais pas tout à fait convaincants», en partie en raison de l'écart d'âge donné par les différentes méthodes de rencontres, explique Richard Walker, géochimiste à l'Université du Maryland à College Park. Mais, dit-il, «il est certainement plausible que le [other] Les systèmes représentent les âges générés par des processus de réinitialisation longtemps après la formation des roches. »
Walker ajoute qu'il est venu à l'idée que cet affleurement contienne vraiment des roches d'âge hadéen – la première fois que tout autre chose que les zircons se sont révélés si vieux. C'est excitant, dit-il, car avoir des roches réelles à partir de ce moment «fournit une fenêtre importante sur l'état chimique et structurel de la terre au cours de sa première période.»
