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Théorie précédente contestante : la chaleur du manteau a rajeuni la croûte terrestre il y a 3 milliards d’années

SciTechDaily

Pour en savoir plus sur l'histoire de la croûte terrestre, les chercheurs ont étudié des particules de zircon incrustées dans des granitoïdes (vus ici au microscope) du bloc du Yangtsé, au sud-ouest de la Chine. Crédit : Wei Wang

Les informations provenant des molécules de zircon igné donnent aux chercheurs un nouvel aperçu du fonctionnement de la Terre intérieure.

On sait peu de choses sur la nature et l'évolution de la croûte continentale terrestre avant il y a quelques milliards d'années, car les cratons, ou bandes stables de la lithosphère vieilles de plus de 2 à 3 milliards d'années, sont relativement rares.

Le rôle du zircon dans l'histoire géologique

Cependant, les cratons abritent de minuscules particules de zircon, qui contiennent de multiples systèmes isotopiques tels que l'uranium, l'hafnium, l'oxygène ou le plomb, et offrent une façon de regarder des milliards d'années dans le passé.

Les zircons détritiques, trouvés dans les sédiments altérés de la roche, peuvent contenir des enregistrements plus continus de l'histoire de la Terre que le zircon igné formé à partir de roches en fusion ou de magma. Mais comme les zircons détritiques ne disposent pas d'informations pétrogénétiques sur les roches mères dont ils sont issus, ils peuvent suggérer des âges artificiellement jeunes ainsi que des isotopes d'hafnium incorrects pour les roches anciennes.

Dans une nouvelle étude, les scientifiques se sont concentrés sur le zircon igné intact.

Fluctuations isotopiques historiques et théories géologiques

Des recherches antérieures suggéraient qu'au cours de la transition de l'ère paléoarchéenne à l'ère mésoarchéenne, il y a environ 3 milliards d'années, il y avait une augmentation des rapports isotopiques de l'hafnium situés dans les zircons détritiques et ignés.

On pense que cette augmentation est le résultat du rajeunissement de la croûte, au cours duquel du magma plus récent est injecté dans des roches crustales plus anciennes. Il est largement admis que cette augmentation marque également la transition d’une croûte et d’un manteau immobiles à une période de mouvement des plaques plus volatiles.

Remettre en question les croyances géologiques traditionnelles

La nouvelle étude, qui a examiné le zircon igné et d'autres propriétés géochimiques de la roche granitoïde dans le bloc du Yangtze, au sud-ouest de la Chine, un craton datant de plus de 3 milliards d'années, remet en question cette théorie. Les chercheurs suggèrent que le rajeunissement de la croûte qui s'est produit à l'échelle mondiale à cette époque était le résultat d'une augmentation des températures du manteau plutôt que d'une activité tectonique généralisée.

Implications pour le développement de la croûte continentale

Les données recueillies lors de l'analyse des isotopes du zircon igné suggèrent que du magma plus jeune s'est écoulé dans la croûte continentale existante, provoquant la fonte de la roche du manteau et l'accumulation de magma chaud à la limite croûte-manteau. Une partie de ce magma partiellement fondu se serait refroidie en granitoïdes comme ceux du bloc sud-ouest du Yangtsé. Ce processus a peut-être joué un rôle important dans la croissance de la croûte continentale et offre de nouvelles explications possibles sur les origines des configurations tectoniques de la Terre que nous connaissons aujourd'hui.

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