Les origines de la tectonique des plaques sur Terre sont vivement débattues, mais les preuves d'Australie montrent désormais que des parties de la croûte se sont déplacées les unes des autres dès 3,5 milliards d'années
Le Craton de Pilbara en Australie occidentale est composé de quelques roches de 3,5 milliards d'années
Les roches en Australie préservent les preuves que les plaques de la croûte de la Terre se déplaçaient il y a 3,5 milliards d'années, une constatation qui repousse les débuts de la tectonique des plaques de centaines de millions d'années.
Aujourd'hui, environ huit vastes plaques rigides de roche à la surface de la planète, plus quelques plaques plus petites, sont tirées ou poussées le long d'une couche de roche plus douce en dessous. Lorsque les bords de ces plaques se glissent ou se glissent les uns les autres, des événements géologiques soudains peuvent se produire, comme des tremblements de terre, ainsi que des processus plus progressifs, tels que la formation de chaînes de montagnes.
Mais les géologues ne sont pas d'accord sur le nombre d'assiettes qui y étaient, quand ils ont commencé à bouger et comment ils se déplaçaient. Certains chercheurs affirment avoir trouvé des preuves de plus loin qu'il y a 4 milliards d'années, lorsque la planète était beaucoup plus chaude, tandis que d'autres disent que les preuves les plus fortes sont plus récentes, contre 3,2 milliards d'années.
La plupart de ces preuves consistent des indices de la composition chimique des roches, que les géologues peuvent utiliser pour déduire comment ces roches se sont déplacées dans le passé. Cependant, il y a peu d'enregistrements sur la façon dont les premières plaques peuvent s'être déplacées par rapport aux autres, ce qui est considéré comme la preuve la plus forte de mouvements de plaques tectoniques.
Maintenant, Alec Brenner à l'Université de Yale et ses collègues disent avoir trouvé des preuves sans ambiguïté de requêtes relatives à la plaque il y a environ 3,5 milliards d'années dans le craton de Pilbara oriental en Australie occidentale. Les chercheurs ont suivi comment le champ magnétique des rochers, qui était aligné sur le champ magnétique de la Terre, s'est déplacé au fil du temps, similaire à la façon dont une boussole enfouie dans la roche changerait sa direction à l'aiguille à mesure que le sol se déplaçait.
Brenner et son équipe sont datés pour la première fois des rochers en analysant les isotopes radioactifs qu'ils contiennent, puis ont prouvé que la magnétisation des rochers n'avait pas été réinitialisée à un moment donné. En suivant la façon dont cette magnétisation avait évolué, ils pouvaient montrer que toute la région rock avait migré au fil du temps, à un rythme de dizaines de centimètres par an. Ensuite, ils ont comparé cela avec des roches qui avaient été datées et suivies en utilisant la même technique dans la ceinture de Greenstone Barberton en Afrique du Sud, qui n'a montré aucun mouvement.
« Cela signifie qu'il devait y avoir eu une sorte de frontière de plaque entre ces deux (régions) pour s'adapter à ce mouvement relatif. C'est un mouvement de plaque, définitionnellement », a déclaré Brenner à la conférence Goldschmidt en géochimie à Prague, République tchèque, le 9 juillet.
«Le Pilbara, il y a environ 3,8 milliards d'années, passe des latitudes du milieu à élevé à des latitudes très élevées, en fait dans la zone du pôle géomagnétique, et probablement près de l'endroit où la latitude de Svalbard est aujourd'hui, en quelques millions d'années. Brenner.
«Si deux assiettes se déplacent les unes par rapport aux autres, il doit y avoir énormément de choses qui se passent également entre les deux», explique Robert Hazen à la Carnegie Institution for Science à Washington DC. « Cela ne peut pas être une chose entièrement locale. »
Mais il y a une portée pour différentes interprétations de ce qui cause ce mouvement, dit Hazen. C'est en partie parce qu'il y a une incertitude généralisée sur la vitesse à laquelle la plaque se déplaçait, et les données pourraient s'adapter à plusieurs théories différentes de ce à quoi l'intérieur de la Terre ressemblait à ce moment-là.
À tout le moins, la constatation implique l'existence d'une frontière tectonique, explique Michael Brown à l'Université du Maryland. Cependant, il dit que le mouvement des rochers semble nettement différent de ce que nous comprenons en tant que tectonique des plaques aujourd'hui. « Essentiellement, la Pilbara (plaque) va à la vapeur à des latitudes plus élevées et s'arrête mortelles, ce qui est inhabituel dans n'importe quel contexte tectonique de plaque. »
Brown soutient que cela correspond à une théorie selon laquelle la croûte de la Terre à l'époque était composée de nombreuses plaques plus petites qui ont été poussées par des colonnes de roche chaude, appelées panaches, qui s'échappant du manteau plus fondu. Les restes survivants de ces petites plaques, qui, à ce point de vue, Brenner et son équipe auraient échantillonné, sont utiles pour indiquer qu'il y avait un mouvement, mais parce qu'ils ne sont qu'une petite proportion de la croûte, ils pourraient ne pas être représentatifs de la façon dont la Terre bougeait, dit Brown.
Brenner et son équipe ont également trouvé des preuves que la direction du champ magnétique de la Terre a renversé il y a 3,46 milliards d'années, soit 200 millions d'années avant le prochain plus récent. Contrairement au champ magnétique d'aujourd'hui, qui inverse environ 1 million d'années, le champ magnétique a ensuite semblé moins fréquemment, à un taux de dizaines de millions d'années. Cela pourrait impliquer «une énergie et des mécanismes de conduite très différents», a déclaré Brenner.
À quoi ressemblait le champ magnétique de la Terre à ce stade de son développement est également très débattu, dit Hazen, en partie en raison du manque de données magnétiques. «Je pense que cela bouge le bar», dit-il. « C'est une découverte vraiment importante d'un renversement qui est tôt. Cela vous dit quelque chose sur la géodynamique du noyau qui n'a pas été cloué. »
