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Les plaques tectoniques ont commencé à bouger plus tôt que prévu

Crédits : Alec Brenner, Harvard University

L’analyse de roches très anciennes en Australie suggère que les plaques tectoniques ont commencé à bouger beaucoup plus tôt que prévu, il y a au moins 3,2 milliards d’années.

L’une des nombreuses questions encore débattues en géologie est de savoir quand les plaques tectoniques de la Terre ont commencé à se mouvoir, dessinant finalement les continents et les océans que nous connaissons tous aujourd’hui.

Le sujet est important dans la mesure où, en créant régulièrement de nouveaux reliefs, ces mouvements ont exposé de nouvelles roches à l’atmosphère, provoquant des réactions chimiques qui ont finalement stabilisé les températures de surface de la Terre pendant des milliards d’années. La tectonique des plaques a également permis l’échange et le recyclage de plusieurs éléments clés tels que le carbone.

Finalement, du moins en partie, nous devrions remercier ces processus géologiques. Car sans eux, la Terre ne serait probablement pas habitable.

Dater les premiers mouvements

Jusqu’à présent, la plus ancienne preuve témoignant de ce processus de tectonique des plaques était datée à environ 2,8 milliards d’années. Mais une récente étude, publiée dans la revue Science Advances, nous invite à remonter encore plus loin dans le temps.

Dans le cadre de ces travaux, des chercheurs de Harvard se sont rendus au craton de Pilbara, en Australie-Occidentale. Un craton, grossièrement, est une croûte primordiale épaisse et très stable, se trouvant généralement au milieu des plaques tectoniques. Les cratons sont en quelque sorte les “anciens coeurs” des continents de la Terre. Celui de Pilbara, qui s’étend sur près de 500 km de diamètre, abrite des roches formées il y a environ 3,5 milliards d’années.

En 2017, le géologue Alec Brenner et son équipe ont extrait par forage des carottes d’environ deux centimètres de large sur l’une des portions de cette zone, appelée Honeyeater Basalt. Ils ont ainsi pu recueillir une série d’échantillons de roches formées il y a 3,2 milliards d’années sur une période d’environ 180 millions d’années. Ces échantillons ont ensuite été ramenés en laboratoire, à Cambridge (Royaume-Uni), pour analyses.

tectonique des plaques
Le professeur Roger Fu, co-auteur de l’étude, pose à côté d’un affleurement rocheux dans le Pilbara Craton, en Australie-Occidentale. Crédits : Alec Brenner, Harvard University.

La tectonique des plaques plus ancienne que prévu

Pour ces examens, les chercheurs se sont appuyés sur un nouvel instrument appelé microscope à diamant quantique. Pour faire simple, celui-ci leur a permis de visualiser les champs magnétiques d’un minéral d’oxyde de fer appelé magnétite.

Nous savons que le signal magnétique à l’intérieur de la magnétite est façonné par le champ magnétique terrestre au moment où le minéral se forme. En étudiant les changements de direction du magnétisme dans les roches à différentes époques dans leur carotte, les chercheurs se sont alors aperçus qu’elles s’étaient déplacées d’environ 2,5 centimètres par an au cours de 180 millions d’années.

« C’est similaire à la vitesse à laquelle les continents se déplacent aujourd’hui, explique Alex Brenner. Le point à retenir ici est qu’il y a environ 3,2 milliards d’années, au moins une partie de la croûte terrestre se déplaçait. Et elle se déplaçait assez rapidement pour suggérer que la tectonique des plaques était à l’origine de ces mouvements ».

La tectonique des plaques était donc déjà active il y a environ 3,2 milliards d’années, selon ces nouveaux échantillons. Mais il est possible que le processus soit encore plus ancien, suggère le chercheur, qui prévoit de travailler prochainement sur des roches vieilles de 3,5 milliards d’années.

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