L'ancien océan magmatique est apparu il y a environ 4,5 milliards d'années, lors de la phase d'accrétion de la planète. À mesure que la Terre grandissait à la suite de collisions avec d’autres corps célestes, l’immense chaleur générée faisait fondre tout le manteau et peut-être même une partie du noyau, formant ainsi un océan de roches en fusion à l’échelle du globe.
Comprendre la vitesse de refroidissement de cet océan de magma est crucial pour décrypter les processus ultérieurs qui ont conduit à la formation de la Terre actuelle. Si l’océan de magma s’était refroidi rapidement, cela aurait limité le temps disponible pour que divers éléments et minéraux se séparent et se concentrent. Cela aurait considérablement affecté la composition de la croûte et du manteau terrestre.
À l’inverse, si l’océan magmatique se solidifiait lentement, cela aurait permis une différenciation chimique plus étendue, aboutissant à des couches distinctes de croûte et de manteau. Ce scénario aurait joué un rôle central dans l’émergence des diverses caractéristiques géologiques que nous observons aujourd’hui sur Terre.
Le Dr Sean Dhuime, chercheur postdoctoral à l'Université de Liverpool et auteur principal de l'étude, a expliqué que les estimations précédentes du temps de solidification de l'océan magmatique variaient considérablement, allant de quelques milliers à plusieurs centaines de millions d'années. Ce large éventail rendait difficile la conclusion concrète sur les processus géologiques survenus au cours de cette phase de l’histoire de la Terre.
À l’aide d’une modélisation thermodynamique avancée et de simulations informatiques, le Dr Dhuime et ses collègues ont cherché à réduire cette plage et à fournir une estimation plus précise de la chronologie de solidification de l’océan magmatique. Ils ont simulé divers scénarios, prenant en compte différents mécanismes de transfert de chaleur et la composition chimique de l’océan magmatique.
Leurs découvertes suggèrent que l’ancien océan magmatique s’est probablement solidifié sur une période d’environ 20 millions d’années. Cette échelle de temps, relativement rapide par rapport aux estimations précédentes, implique que l’océan magmatique n’a pas pu subir une différenciation chimique importante.
Le Dr Dhuime estime que ce résultat pourrait avoir des implications significatives pour notre compréhension du développement de la Terre primitive. La solidification rapide aurait abouti à une composition relativement homogène dans tout le manteau, affectant ainsi la formation des plaques tectoniques terrestres.
Les chercheurs reconnaissent que des études supplémentaires sont nécessaires pour affiner leur modèle et étudier d’autres facteurs susceptibles d’influencer le temps de solidification, tels que la présence d’eau dans l’océan magmatique et les courants de convection au sein du manteau. Néanmoins, leurs travaux font progresser considérablement notre compréhension de l’ancien océan magmatique et de son rôle dans la formation de la Terre que nous connaissons aujourd’hui.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans la célèbre revue scientifique "Nature Geoscience".
