La Terre s'est formée il y a environ 4,6 milliards d'années, lors de l'éon géologique connu sous le nom de Hadean. Le nom « Hadean » vient du dieu grec des enfers, reflétant la chaleur extrême qui a probablement caractérisé la planète à l'époque.
Il y a 4,35 milliards d'années, la Terre aurait pu se refroidir suffisamment pour que la première croûte se forme et la vie à émerger.
Cependant, on sait très peu de choses sur ce premier chapitre de l'histoire de la Terre, car les rochers et les minéraux de cette époque sont extrêmement rares. Ce manque d'enregistrements géologiques préservés rend difficile la reconstruction à quoi ressemblait la Terre pendant l'éon Hadean, laissant de nombreuses questions sur sa première évolution sans réponse.
Nous faisons partie d'une équipe de recherche qui a confirmé que les plus anciennes roches connues sur Terre sont situées dans le nord du Québec. Datant de plus de quatre milliards d'années, ces roches offrent un aperçu rare et inestimable des origines de notre planète.
Restes de l'eon HaDean
L'éon Hadean est la première période de l'échelle de temps géologique, s'étendant de la formation de la Terre il y a 4,6 milliards d'années et se terminant il y a environ 4,03 milliards d'années.
Les matériaux terrestres les plus anciens jamais datés par des scientifiques sont des minéraux de zircon extrêmement rares qui ont été découverts en Australie occidentale. Ces zircons ont été formés dès 4,4 milliards d'années, et bien que leur rocher hôte se soit érodé, la durabilité des zircons leur a permis d'être conservées pendant longtemps.
Des études sur ces minéraux de zircon nous ont donné des indices sur l'environnement Hadian, et la formation et l'évolution de la croûte la plus ancienne de la Terre. La chimie des zircons suggère qu'ils se sont formés dans les magmas produits par la fusion des sédiments déposés au fond d'un océan ancien. Cela suggère que les zircons prouvent que l'éon Hadian s'est refroidi rapidement et que les océans d'eau liquide se sont formés très tôt.
D'autres recherches sur les zircons Hadian suggèrent que la première croûte de la Terre était mafique (riche en magnésium et en fer). Jusqu'à récemment, cependant, l'existence de cette croûte est restée confirmée.
En 2008, une étude dirigée par l'un d'entre nous – le professeur associé Jonathan O'Neil (alors un doctorant de l'Université McGill) – a déclaré que des roches de cette ancienne croûte avaient été conservées dans le nord du Québec et étaient le seul vestige connu du Hadeean.
Depuis lors, l'âge de ces roches – est décédé dans la ceinture de pierre verte de Nuvvuagittuq – a été controversé et le sujet du débat scientifique en cours.
'Big, vieux rock solide'
La ceinture Greenstone Nuvvuagittuq est située dans la région la plus au nord du Québec, dans la région de Nunavik au-dessus du 55e parallèle. La plupart des roches il y ont des roches volcaniques métamorphosées, riches en magnésium et en fer. Les roches les plus courantes de la ceinture sont appelées les roches Ujaraaluk, ce qui signifie « Big Old Solid Rock » dans Inuktitut.
L'âge de 4,3 milliards d'années a été proposé après que des variations du néodyme-142 ont été détectées, un isotope produit exclusivement pendant la HaDean par la décroissance radioactive de Samarium-146. La relation entre les abondances des isotopes du samarium et du néodyme avait été précédemment utilisée pour sortir avec des météorites et des roches lunaires, mais avant 2008, n'avait jamais été appliquée aux roches de la Terre.
Cette interprétation, cependant, a été contestée par plusieurs groupes de recherche, dont certains ont étudié les zircons dans la ceinture et ont proposé un âge plus jeune de 3,78 milliards d'années, plaçant les rochers dans l'archéen Eon à la place.
Confirmer l'âge de la hadeenne
À l'été 2017, nous sommes retournés à la ceinture Nuvvuagittuq pour examiner de plus près les anciennes rochers. Cette fois, nous avons collecté des roches intrusives – appelés métagabbros – qui ont traversé la formation rocheuse d'Ujaraaluk, dans l'espoir d'obtenir des contraintes d'âge indépendantes. Le fait que ces métagabbrros nouvellement étudiés soient en intrusion dans les roches d'Ujaraaluk implique que ce dernier doit être plus âgé.
Le projet était dirigé par l'étudiant de maîtrise Chris Sole à l'Université d'Ottawa, qui nous a rejoint sur le terrain. De retour au laboratoire, nous avons collaboré avec le géochronologue français Jean-Louis Paquette. De plus, deux étudiants de premier cycle – David Benn (Université d'Ottawa) et Joeli Plakholm (Carleton University) ont participé au projet.
Nous avons combiné nos observations sur le terrain avec la pétrologie, la géochimie, la géochronologie et appliqué deux méthodes de datation d'âge de samarium-néodymie indépendantes, des techniques de datation utilisées pour évaluer les âges absolus des roches magmatiques, avant qu'elles ne deviennent des roches métamorphiques. Les deux évaluations ont donné le même résultat: les roches intrusives ont 4,16 milliards d'années.
Les plus anciennes rochers
Étant donné que ces Metagabbrros traversent la formation d'Ujaraaluk, les roches d'Ujaraaluk doivent être encore plus âgées, les plaçant fermement dans l'éon Hadean.
L'étude des roches Nuvvuagittuq, les seules roches conservées de la Hadee, offre une occasion unique de se renseigner sur la première histoire de notre planète. Ils peuvent nous aider à comprendre comment les premiers continents se sont formés, et comment et quand l'environnement de la Terre a évolué pour devenir habitable.
