Notre Terre a environ 4,5 milliards d'années. Dès ses premières années, les vastes océans dominaient. Les éruptions volcaniques étaient fréquentes et, comme il n’y avait pas d’oxygène libre dans l’atmosphère, il n’y avait pas de couche d’ozone. C'était une planète dynamique et en évolution.
Les scientifiques savent tout cela, mais, bien entendu, nos connaissances comportent encore des lacunes. Par exemple, même si nous savons quels types de roches se formaient dans différentes parties de la planète il y a 3,5 milliards d'années, nous comprenons encore quels processus géologiques ont conduit à ces formations.
Heureusement, les réponses à ces questions sont disponibles. Les preuves sont préservées dans d'anciennes roches volcaniques et sédimentaires remontant à l'ère archéenne, il y a entre 4 et 2,5 milliards d'années.
Ces roches se trouvent dans les parties les plus anciennes de ce qui est aujourd'hui les continents, appelés cratons. Les cratons sont des morceaux d'anciens continents qui se sont formés il y a des milliards d'années. Leur étude ouvre une fenêtre sur la manière dont les processus se déroulaient à l’intérieur et à la surface de la Terre dans le passé. Ils abritent une variété de groupes de roches différents, notamment des pierres vertes et des granites.
Un exemple est le craton Singhbhum, dans la ceinture de roches vertes de Daitari, dans l’État d’Odisha, dans l’est de l’Inde. Cette partie ancienne de la croûte terrestre a été découverte lors de recherches antérieures remontant à 3,5 milliards d'années. Les assemblages rocheux les plus anciens du craton sont en grande partie des roches volcaniques et sédimentaires, également connues sous le nom de successions de roches vertes. Les pierres vertes sont des assemblages rocheux constitués principalement de roches volcaniques sous-marines avec des roches sédimentaires mineures.
Mon équipe de recherche et moi avons récemment publié une étude dans laquelle nous avons comparé le craton de Singhbhum aux cratons d'Afrique du Sud et d'Australie. Nous avons choisi ces sites parce qu'ils préservent les mêmes types de roches, dans le même état (pas de déformation ni de métamorphose intenses), datant de la même période, il y a environ 3,5 milliards d'années. Ce sont les meilleures archives pour étudier les premiers processus de surface de la Terre.
Nos principales conclusions étaient que les éruptions volcaniques de type explosif étaient courantes dans ce qui est aujourd'hui l'Inde, l'Afrique du Sud et l'Australie il y a environ 3,5 milliards d'années. Ces éruptions se sont produites principalement sous les océans, mais parfois au-dessus.
Comprendre ces premiers processus terrestres est essentiel pour reconstituer l’histoire évolutive de la planète et les conditions qui ont pu soutenir la vie au cours des différentes époques géologiques. Ce type de recherche nous rappelle également les anciennes merveilles géologiques qui nous entourent et qu'il y a encore beaucoup à découvrir pour comprendre l'histoire de notre planète.
Nous avons échantillonné quelques roches du craton Singhbhum afin de pouvoir les étudier dans notre laboratoire. Les données existantes du même site, ainsi que celles de sites d'Afrique du Sud et d'Inde, ont été utilisées à des fins de comparaison.
Nos études détaillées sur le terrain ont été complétées par des datations radiométriques à l’uranium-plomb (U-Pb). Cette méthode courante et bien établie fournit des informations sur le moment où un magma s'est cristallisé ; en d’autres termes, cela nous indique quand une roche s’est formée. De cette façon, nous avons pu établir des chronologies géologiques clés pour illustrer quels processus étaient en cours et quand.
Nous avons également constaté que la géologie de cette région partage de fortes similitudes avec les ceintures de roches vertes documentées dans les régions de Barberton et Nondweni en Afrique du Sud et avec le craton de Pilbara en Australie occidentale.
Plus particulièrement, toutes ces zones ont connu de vastes éruptions volcaniques mafiques sous-marines, c'est-à-dire riches en oxyde de magnésium, il y a entre 3,5 et 3,3 milliards d'années, préservées sous forme de laves en coussins et de komatiites.
Cela diffère du volcanisme silicique (concentration élevée de dioxyde de silicium), dont les recherches ont montré qu'il était répandu il y a environ 3,5 milliards d'années.
Ces découvertes enrichissent notre compréhension des processus volcaniques et sédimentaires anciens et de leur importance dans le contexte plus large de l'évolution géologique et biologique de la Terre.
Nos découvertes sont cruciales pour plusieurs raisons. Premièrement, ils offrent une image plus claire des premières activités tectoniques de la Terre à l'époque archéenne, contribuant ainsi à notre compréhension des années de formation de la planète.
Deuxièmement, les caractéristiques géologiques uniques du craton Singhbhum, notamment ses ceintures de roches vertes, fournissent des informations inestimables sur la surface de la Terre et les processus atmosphériques. Ceci est crucial pour émettre l’hypothèse des premières conditions habitables et de l’émergence de la vie sur Terre.
De plus, comparer le craton de Singhbhum avec des cratons similaires en Afrique du Sud et en Australie nous permet de construire un modèle plus complet lié aux processus géologiques qui se sont déroulés à l'Archéen. Cela peut aider à faire la lumière sur les processus géodynamiques anciens qui prévalaient dans différentes parties de la jeune Terre.
Cette recherche souligne la nécessité d’une exploration plus approfondie de l’histoire géologique des anciens cratons du monde entier. Comprendre ces premiers processus terrestres est essentiel pour reconstituer l'histoire évolutive de la planète et les conditions qui ont pu soutenir la vie.
Fourni par The Conversation
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