La conception d'un artiste de la Terre primitive, montrant une surface bombardée par de grands impacts qui entraînent l'extrusion de magma sur la surface. À la fois, les parties distales de la surface de la planète peuvent avoir retenu de l'eau liquide. Crédit :Simone Marchi/SwRI
La première émergence et persistance de la croûte continentale sur Terre au cours de l'Archéen (il y a 4 milliards à 2,5 milliards d'années) a des implications importantes pour la tectonique des plaques, chimie des océans et évolution biologique. Cela s'est produit environ un demi-milliard d'années plus tôt que prévu, selon de nouvelles recherches présentées à l'Assemblée générale de l'EGU 2021.
Une fois que la terre s'est établie par des processus dynamiques comme la tectonique des plaques, il commence à s'altérer et à ajouter des minéraux et des nutriments essentiels à l'océan. Un enregistrement de ces éléments nutritifs est conservé dans l'ancienne roche record. Des recherches antérieures utilisaient des isotopes de strontium dans des carbonates marins, mais ces roches sont généralement rares ou altérées dans des roches de plus de 3 milliards d'années.
Maintenant, des chercheurs présentent une nouvelle approche pour retracer la première émergence de roches anciennes à l'aide d'un minéral différent :la barytine.
La barytine se forme à partir d'une combinaison de sulfate provenant de l'eau de mer mélangée au baryum provenant de sources hydrothermales. La barytine détient un solide record de chimie océanique au sein de sa structure, utile pour reconstituer des environnements anciens. "La composition du morceau de barytine que nous ramassons sur le terrain maintenant et qui est sur Terre depuis 3,5 milliards d'années est exactement la même que lorsqu'il s'est réellement précipité, " dit Désirée Roerdink, un géochimiste à l'Université de Bergen, Norvège, et chef d'équipe de la nouvelle recherche. "Donc en gros, c'est vraiment un excellent enregistreur pour observer les processus sur la Terre primitive."
Un affleurement de barytine vieille de 3,23 à 3,26 milliards d'années dans des roches vertes (la formation Mapepe dans la ceinture de roches vertes de Barberton) en Afrique du Sud. La roche a des dômes de barytine dans la formation qui ont été analysés par l'équipe. Crédit :Désirée Roerdink
Roerdink et son équipe ont testé six gisements différents sur trois continents différents, allant d'environ 3,2 milliards à 3,5 milliards d'années. Ils ont calculé le rapport des isotopes du strontium dans la barytine, et de là, déduit le moment où la roche continentale altérée s'est dirigée vers l'océan et s'est incorporée à la barytine. Sur la base des données capturées dans la barytine, ils ont découvert que l'altération avait commencé il y a environ 3,7 milliards d'années, environ 500 millions d'années plus tôt qu'on ne le pensait auparavant.
"C'est une période énorme, " dit Roerdink. " Cela a essentiellement des implications sur la façon dont nous pensons à la façon dont la vie a évolué. " Elle a ajouté que les scientifiques pensent généralement à la vie commençant en haute mer, paramètres hydrothermaux, mais la biosphère est complexe. "On ne sait pas vraiment s'il est possible que la vie se soit développée en même temps sur terre, " a-t-elle noté, ajoutant "mais alors cette terre doit être là."
Dernièrement, l'émergence de la terre en dit long sur la tectonique des plaques et l'émergence précoce d'une Terre géodynamique. "Pour obtenir des terres, vous avez besoin de processus pour former cette croûte continentale, et forment une croûte chimiquement différente de la croûte océanique, " dit Roerdink.
