La zone marquée en orange montre une discordance entre les roches horizontales du groupe Tonto de la période cambrienne et les roches inclinées du supergroupe du Grand Canyon. Wikipédia Si vous êtes géochronologue - quelqu'un qui étudie l'âge de notre planète et de ses formations rocheuses - vous passez beaucoup de temps autour des zircons. Ce sont des cristaux durables trouvés dans une variété de roches, et parce qu'ils préservent des données cruciales sur le passé profond, les zircons sont affectueusement appelés "capsules temporelles". Récemment, les chercheurs ont utilisé des zircons pour résoudre l'une des plus grandes énigmes de la préhistoire.
Il y a environ 540 millions d'années, la période cambrienne a commencé. Un moment important pour la vie sur Terre, il a laissé derrière lui un enregistrement fossile diversifié et a marqué l'aube de notre éon actuel. Dans de nombreux endroits du monde, comme le Grand Canyon, nous trouvons des dépôts de roche cambrienne situés juste au-dessus de couches rocheuses âgées de 250 millions à 1,2 milliard d'années. Il va sans dire, c'est tout un écart d'âge. Appelé la Grande Discordance, le fossé entre ces deux couches est un casse-tête pour les scientifiques. Quelle est l'histoire là-bas? Des millions d'années de roches ont-elles soudainement disparu ?
Une étude de décembre 2018 a pour but de découvrir et affirme que la croûte a été cisaillée par les glaciers à un moment où la majeure partie – ou la totalité – de la surface du monde était recouverte de glace. Cette session épique de bulldozer a peut-être également créé les bonnes conditions pour des organismes complexes, comme nos propres ancêtres, s'épanouir. Le papier, "Origine glaciaire néoprotérozoïque de la Grande Discordance, " a été publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
Université de Californie, Le géologue de Berkeley C. Brenhin Keller a dirigé l'étude. Dans un courriel, il écrit que son équipe s'est appuyée sur la littérature existante pour compiler un énorme corpus d'informations pertinentes sur la géochimie et les couches rocheuses. Keller dit que les données qu'ils ont accumulées ont représenté « plusieurs milliers d'heures de travail sur le terrain et de temps d'analyse, menée par des centaines de personnes pendant de nombreuses années.
Les zircons étaient au centre de l'attention. D'habitude, les cristaux de zircon sont créés lorsque le magma riche en silice se refroidit. "Comme tout système naturel, les magmas sont de riches breuvages, plein d'autres éléments, " Le co-auteur de l'étude, Jon Husson, explique par e-mail. " Et certains de ces éléments sont capables de se substituer [eux-mêmes] dans la structure du zircon. "
Par exemple, les zircons contiennent souvent de l'uranium, qui se désintègre lentement et se transforme en plomb. Ainsi, lorsque les scientifiques examinent la composition d'échantillons d'uranium/plomb à l'intérieur d'un zircon, ils peuvent déterminer l'âge du cristal. C'est la datation radiométrique à son meilleur.
Keller et sa société ont examiné les données sur 4,4 milliards d'années de cristaux de zircon préservés. Ceux des premiers rochers du Cambrien ont réservé quelques surprises.
La croûte terrestre repose sur une couche appelée manteau. Une zone tampon épaisse qui est principalement faite de roche solide, le manteau nous sépare du noyau interne de notre planète. Certains éléments se sentent plus à l'aise dans le manteau que sur la croûte. Le lutétium en est un bon exemple. Tout comme l'uranium se désintègre en plomb, le lutétium se transforme progressivement en un certain isotope du hafnium au fil du temps.
Keller dit que lorsque le manteau solide de la Terre "fond partiellement [fond] ... plus de lutétium a tendance à rester dans le manteau". Dans le processus, "plus d'hafnium entre dans un nouveau magma" susceptible d'être poussé à travers un volcan, déborder sur la surface, et devenir roc durci.
Elizabeth Bell – une autre scientifique qui a travaillé sur l'étude – a expliqué par e-mail, Les isotopes de l'hafnium peuvent donc nous aider à déterminer l'âge "des matériaux qui se sont fondus dans un magma". C'est une qualité utile. En examinant les rapports isotopiques de l'hafnium dans les zircons cambriens, Bell et ses collègues ont réalisé que les cristaux provenaient d'un magma qui était autrefois très ancien, croûte très solide.
En quelque sorte, cette matière première était enfoncée dans le manteau ou plus profondément dans la croûte, où il a fondu. Le long du chemin, la roche bien parcourue est entrée en contact avec de l'eau liquide froide - comme en témoigne un signal d'isotope d'oxygène révélateur trouvé dans les mêmes zircons.
Puisque les glaciers sont des agents d'érosion, L'équipe de Keller propose que la Grande Discordance a été créée lorsque l'activité glaciaire a poussé une énorme quantité de la croûte de notre planète dans l'océan pendant les années boule de neige de la Terre.
L'hypothèse dite de la « Terre boule de neige » prétend qu'il y a entre 750 et 610 millions d'années, les glaciers ont recouvert périodiquement notre planète, s'étendant des pôles à l'équateur. Aussi sauvage que cela puisse paraître, la prémisse de base est populaire parmi les géologues (bien que certains chercheurs ne pensent pas que les océans ont gelé - au moins, pas entièrement).
Keller, Husson et Bell imaginent que les murs de glace se comportent comme des faux géantes. Toutes les grandes masses continentales du monde auraient été réduites; la croûte continentale typique pourrait avoir perdu 1,8 à 3 miles (3 à 5 kilomètres) de roche verticale à cause du cisaillement des glaciers. Après avoir été poussé au fond de l'océan, la roche crustale déplacée a finalement été subductée dans le manteau terrestre et recyclée plus tard. Ou alors va la nouvelle hypothèse.
(À ce point, nous devons mentionner que l'étude récemment publiée contredit un article de février 2018 publié dans la revue Earth and Space Science qui spécule que la période de boule de neige de la Terre pourrait avoir eu lieu après une période d'érosion de masse a créé la Grande Discordance.)
Si l'équipe de Keller a raison dans son hypothèse, nous pourrions avoir une explication pour laquelle il n'y a pas beaucoup de cratères d'impact de météorites qui précèdent la phase de boule de neige de la Terre. Théoriquement, les glaciers râpeux auraient dépouillé la plupart des plus anciens. En route, la glace a peut-être également ouvert la porte à l'évolution de formes de vie complexes - qui n'ont commencé à apparaître qu'il y a environ 635 à 431 millions d'années.
"Alors que la boule de neige [la Terre] elle-même aurait été un environnement assez difficile pour la vie, une implication de [notre] étude est que l'érosion de cette croûte aurait pu libérer beaucoup de phosphore piégé dans les roches ignées, " explique Keller. Phosphore, note-t-il, est "une partie essentielle de l'ADN et de l'ATP" et quelque chose dont tous les organismes contemporains ont besoin.
MAINTENANT C'EST INTÉRESSANTSir Douglas Mawson était l'un des pères fondateurs de l'hypothèse de la Terre boule de neige. Aventurier autant que géologue, il était le seul survivant d'un voyage de trois hommes à travers l'Antarctique qui a commencé en 1912. À un moment donné, Mawson a dû marcher seul sur 161 kilomètres de terrain glacial pour rencontrer ses éventuels sauveteurs.
