Une image montrant les tailles relatives de (de gauche à droite) Mercure, Vénus, Terre et Mars. (Les images ont été collectées à partir de plusieurs missions spatiales, puis monté et redimensionné en une seule image.) Crédit :NASA
Plus tôt cette année, des chercheurs ont annoncé avoir trouvé des fossiles de vie microbienne dans les roches du nord du Québec, Le Canada datant d'au moins 3,77 milliards d'années, ce qui en fait la plus ancienne forme de vie connue sur Terre. C'était une affirmation étonnante, étant donné que la Terre elle-même a moins d'un milliard d'années de plus et est un signe que si la vie pouvait apparaître relativement rapidement sur Terre, elle pourrait être courante dans l'Univers.
La découverte a déclenché un débat actif dans la communauté scientifique parce que les prétendus fossiles, un ensemble de filaments et de tubes laissés par des bactéries mangeuses de fer, pourrait plutôt être le produit de processus géologiques au fil du temps. Bien que l'équipe de l'University College London qui a produit les résultats reste confiante, ce développement de la recherche sur les origines de la vie expose les défis de la conduite d'études de microbiologie dans l'ère ancienne de l'histoire de la Terre.
Maintenant, un nouvel article jette un regard différent sur l'examen des roches de l'ère Hadéenne. Guillaume Caro, géochimiste à l'Université de Lorraine en France, est l'auteur principal d'une étude examinant comment les traces de la première croûte terrestre pourraient être préservées dans les roches anciennes qui ont jeté les bases de l'histoire géologique de la Terre. Il s'est penché sur les roches du nord du Québec de l'époque hadéenne, une ère géologique allant de 4 milliards à 4,5 milliards d'années lorsque les océans se sont formés pour la première fois, les continents ont commencé à grandir, et la vie peut être apparue pour la première fois.
Caro a cherché des preuves de roches qui avaient été recyclées à l'intérieur de la Terre au cours des premières périodes, spécifiquement les roches mafiques (ignées) de la ceinture supracrustale d'Ukaliq dans le nord du Québec, et a trouvé des anomalies dans un élément radioactif de courte durée appelé néodyme 142.
"Il ne peut avoir été produit qu'avant 4 milliards d'années, nous pouvons donc l'utiliser pour suivre ce qui se passe avec la première proto-croûte terrestre, " dit Caro.
Il a suggéré que les anomalies isotopiques dans les roches, qui ont eux-mêmes 3,8 milliards d'années, indiquent les restes d'une croûte plus ancienne de 600 millions d'années plus tôt. Cette ancienne croûte s'est enfoncée dans le manteau et son recyclage a déclenché un nouveau magmatisme.
Une vue nocturne du magma s'écoulant du volcan Kilauea à Hawaï, considéré comme l'un des volcans les plus actifs de la planète. Crédit :NASA
Caro a expliqué que même si l'ancienne croûte n'est plus là, des indices de ce à quoi il ressemblait sont apparents à travers les signatures géochimiques et isotopiques qu'il a laissées. Précédemment, les chercheurs pensaient que les roches avaient environ 4,3 milliards d'années, basé sur des anomalies dans un isotope du néodyme. L'équipe de Caro déclare plutôt que les roches ont 3,75 milliards d'années – plus d'un demi-milliard d'années plus jeune – et que les anomalies sont en fait des vestiges de l'ancienne croûte.
Les roches sont régulièrement recyclées dans le manteau. Même si leur forme est détruite, il est possible de détecter des signatures du matériau en fusion grâce à ses propriétés isotopiques. Cependant, ce même processus rend également difficile la détection d'une vie plus ancienne dans les fossiles, car les microfossiles peuvent être déformés par l'activité géologique.
L'étude de Caro, « Géodynamique Hadéenne lente : preuves de 146 couplées, 147Sm-142, 143e systématique dans les roches supracrustales éoarchéennes du domaine d'Inukjuak (Québec), " a été publié plus tôt cette année dans Lettres des sciences de la Terre et des planètes .
Changer les croûtes
Les résultats peuvent être très significatifs étant donné un événement d'impact d'il y a 4,4 milliards d'années, au moment où lui et d'autres scientifiques suggèrent que la croûte de première génération s'est formée. Un monde de la taille de Mars écrasé sur Terre, créant un anneau de débris encerclant notre planète qui s'est finalement fondu dans notre Lune moderne. Cette collision, il a souligné, aurait fait fondre le manteau et créé un océan de magma global qui s'est ensuite refroidi, solidifié et finalement généré la première croûte terrestre.
"Ce fut le processus par lequel la première croûte terrestre a été produite, " a-t-il dit. " La signature que nous avons trouvée n'était pas cette roche de 4,4 milliards d'années, mais la signature en a hérité après recyclage."
Vue d'artiste des mondes en collision. La recherche scientifique suggère qu'un corps de la taille de Mars a percuté la Terre il y a environ 4,4 milliards d'années, créant un océan de magma global temporaire sur Terre. Les débris ont finalement fusionné dans notre lune. Crédit :NASA
Plus étrange encore, il a fallu 600 millions d'années pour recycler le matériau, une période de temps nettement supérieure à la période de 100 millions d'années de la tectonique des plaques moderne.
"Ce que cela signifie, c'est que la Terre était dans un mode tectonique des plaques lent, ou un mode stagnant, comme Vénus, " dit Caro. " C'est quelque chose que suggèrent souvent les modèles de géodynamique, mais difficile à démontrer par l'observation."
La théorie principale derrière cette lenteur est un manteau plus chaud, ce qui ralentit la subduction de la croûte, il a dit.
"Si vous voulez relier l'histoire à la question de la jeunesse, Je pense que vous pourriez le regarder sous l'angle de la tectonique des plaques. Un certain nombre de personnes ont récemment suggéré que la tectonique des plaques est un « ingrédient » de la vie car elle aide à réguler le système climatique en recyclant le carbone dans le manteau, " dit Caro.
Il a ajouté que la vie s'est peut-être formée à une époque où la tectonique des plaques de la Terre n'était pas aussi active, ce qui pourrait ouvrir des possibilités de vie dans d'autres endroits de l'Univers où la tectonique est inactive ou dormante, comme Mars.
« Si nos interprétations sont correctes, et la Terre Hadéenne était dans un régime tectonique stagnant ou lent, " Caro a dit, "alors cela impliquerait que le recyclage crustal était beaucoup moins efficace dans l'Hadeen par rapport à l'aujourd'hui, et donc que la vie a émergé sur une planète dans laquelle les cycles géochimiques et le climat n'étaient pas régulés par la tectonique des plaques comme ils l'ont été pendant une grande partie de l'histoire de la Terre.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .
