Photographies d'intrusions magmatiques alcalines au Groenland. La région était volcaniquement et tectoniquement active il y a environ 1,2 milliard d'années. Bien qu'il ne soit plus actif, il est d'un intérêt majeur pour les géologues car le soulèvement et l'érosion glaciaire qui ont suivi ont profondément creusé le rift et exposé les chambres magmatiques qui se trouvaient autrefois bien en dessous de la surface. Les magmas du Groenland provenaient d'un manteau enrichi et contaminé par d'anciens matériaux crustaux. Crédit :Université de St Andrews
Des volcans anciens datant de milliards d'années pourraient fournir de nouvelles informations sur la façon dont la surface de la Terre est recyclée, selon des scientifiques de l'Université de St Andrews.
Une étude, publié aujourd'hui dans Communication Nature , révèle le sort de l'ancienne croûte terrestre et pourrait aider à résoudre le mystère de la connexion entre la surface et le manteau de la Terre.
La couche la plus externe de la Terre est constituée de plaques tectoniques rigides qui se déplacent et entrent en collision dans des régions appelées zones de subduction.
Dans les zones de collision, les matériaux crustaux sont transportés dans le manteau profond, et l'un des grands défis des sciences de la Terre est de comprendre ce qui arrive à cette croûte et combien de temps elle réside dans le manteau.
Sur quelques volcans sur Terre, les géologues peuvent trouver des traces de ces anciens matériaux crustaux dans la lave en éruption. À ce jour, la plupart de ces travaux se sont concentrés sur les îles océaniques comme Hawaï ou les Canaries.
Cependant, les îles océaniques ne sont présentes à la surface de la Terre que quelques millions d'années avant de s'affaisser elles-mêmes et de se replonger dans le manteau, et ne peut donc fournir qu'un minuscule aperçu du recyclage de la croûte au cours des quatre milliards d'années d'histoire de la Terre.
L'équipe de St Andrews a enquêté sur une suite de magmas alcalins ayant éclaté dans des rifts continentaux similaires au rift est-africain moderne.
Photographies de travaux de terrain à distance au Groenland. L'équipe de l'Université de St Andrews (dont Adrian Finch, Nicola Horsburgh et William Hutchison) ont voyagé en bateau et en hélicoptère pour accéder à des affleurements isolés entourés de glaciers. Crédit :Université de St Andrews
Bien que ces magmas aient des chimies très inhabituelles, elles présentent de nombreuses similitudes avec ces laves océaniques et, de manière cruciale, se trouvent dans l'ensemble des archives géologiques de la Terre.
L'équipe s'est concentrée sur une province alcaline du sud-ouest du Groenland en utilisant des techniques isotopiques de pointe pour tracer chimiquement des empreintes chimiques d'anciens matériaux crustaux dans la source de ces magmas.
Grâce à une combinaison de travaux sur le terrain à distance (par bateau et hélicoptère) et d'une analyse chimique minutieuse, l'équipe a pu montrer que ces magmas puisaient dans l'ancienne croûte subduite dans le manteau 500 millions d'années avant que les volcans ne commencent à entrer en éruption.
Une fois que l'équipe a compris ces processus au Groenland, elle a compilé des données mondiales sur la chimie du magma alcalin et a été surprise de découvrir que la grande majorité contenait un composant crustal recyclé dans sa source de magma.
Auteur principal Dr Will Hutchison, de l'École des sciences de la Terre et de l'environnement de l'Université, a déclaré:"Notre résultat clé est que les isotopes des magmas alcalins sont très variables et cela suggère que leurs sources crustales recyclées ont changé au cours des temps géologiques.
"La beauté de notre ensemble de données mondial est qu'il remonte à plus de deux milliards d'années et donc ces roches alcalines uniques représentent un record extrêmement puissant pour comprendre le recyclage de la croûte au cours de l'histoire de la Terre."
"En rassemblant soigneusement les enregistrements isotopiques ignés et sédimentaires, cela pourrait nous permettre de comprendre comment l'évolution de l'apport crustal est liée à la sortie volcanique, et finalement construire une bien meilleure compréhension de ce qui arrive aux plaques tectoniques une fois qu'elles sont transportées dans les profondeurs de la Terre."
