Photographie de l'ancienne croûte comme celles-ci trouvées le long des rives orientales de la baie d'Hudson. Crédit :Rick Carlson.
Des échantillons de roches du nord-est du Canada retiennent des signaux chimiques qui aident à expliquer à quoi ressemblait la croûte terrestre il y a plus de 4 milliards d'années, révèle de nouveaux travaux de Richard Carlson de Carnegie et de Jonathan O'Neil de l'Université d'Ottawa. Leurs travaux sont publiés par Science .
Il y a beaucoup de choses sur l'ancienne croûte terrestre que les scientifiques ne comprennent pas. C'est parce que la plupart de la croûte d'origine de la planète n'est tout simplement plus là pour être étudiée directement - elle a soit sombré à l'intérieur de la planète en raison de l'action de la tectonique des plaques, soit a été transformée par l'activité géologique à la surface de la Terre pour en faire de nouvelles, roches plus jeunes.
"Trouver des vestiges de cette ancienne croûte s'est avéré difficile, mais une nouvelle approche offre la possibilité de détecter la présence d'une croûte vraiment ancienne qui a été retravaillée en « simplement » de très vieilles roches, " a déclaré Carlson.
L'approche employée dans cette étude a examiné les variations de l'abondance d'un isotope de l'élément néodyme, qui est créé par la désintégration radioactive d'un élément différent, samarium.
Les isotopes sont des versions d'un élément qui ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents, ce qui fait que chaque isotope a une masse différente. L'isotope du samarium avec une masse de 146 est instable et se désintègre en isotope du néodyme avec une masse de 142. (Si vous voulez savoir comment, il le fait en émettant ce qu'on appelle une particule alpha - composée de deux neutrons et deux protons - à partir de son noyau.)
Gros plan sur la croûte continentale vieille de 2,7 milliards d'années du Nunavik, le nord du Québec montrant une histoire complexe de refonte de roches de type océanique datant de plus de 4,2 milliards d'années. Crédit :Martin Simard
Le samarium-146 est un isotope radioactif qui a une demi-vie de seulement 103 millions d'années. Cela peut sembler long, mais en termes géologiques c'est vraiment assez court. Alors que le samarium-146 était présent lors de la formation de la Terre, il s'est éteint très tôt dans l'histoire de la Terre. Nous connaissons son existence par l'étude de roches très anciennes, en particulier des météorites et des échantillons de Mars et de la Lune.
Les variations de l'abondance relative du néodyme-142 par rapport à d'autres isotopes du néodyme qui ne proviennent pas du samarium en décomposition reflètent des processus chimiques qui ont modifié le rapport du samarium au néodyme dans la roche alors que le samarium-146 était toujours présent, essentiellement avant environ 4 milliards il y a des années.
Carlson et O'Neil ont étudié des roches granitiques vieilles de 2,7 milliards d'années qui constituent une bonne partie de la rive est de la baie d'Hudson. Les abondances de néodyme-142 dans ces granites indiquent qu'ils provenaient de la refonte de roches beaucoup plus anciennes - des roches âgées de plus de 4,2 milliards d'années - et que ces roches anciennes étaient de composition similaire à l'abondante roche riche en magnésium. connu sous le nom de basalte, qui compose toute la croûte océanique actuelle ainsi que les grands volcans comme Hawaï et l'Islande.
À une époque plus récente de l'histoire de la Terre, La croûte océanique basaltique survit à la surface de la Terre pendant moins de 200 millions d'années avant de retomber à l'intérieur de la Terre sous l'action de la tectonique des plaques. Les résultats présentés dans cet article, cependant, suggèrent que la croûte basaltique, qui peut s'être formé peu de temps après la formation de la Terre, survécu à la surface de la Terre pendant au moins 1,5 milliard d'années avant d'être refondu plus tard en roches qui forment une bonne partie du craton supérieur le plus septentrional, une formation géologique qui s'étend approximativement de la baie d'Hudson au Québec au lac Huron en Ontario.
« Si ce résultat implique que la tectonique des plaques n'était pas à l'œuvre pendant la première partie de l'histoire de la Terre, cela peut maintenant être étudié à l'aide de notre outil d'étude de la variation du néodyme-142 pour suivre le rôle de la croûte vraiment ancienne dans la formation de jeunes, mais toujours vieux, sections de la croûte continentale de la Terre, " expliqua Carlson.
Leurs découvertes ont donc des implications importantes sur la première croûte terrestre et les processus qui ont déclenché la formation de la croûte continentale de la Terre.
