Dans une étude publiée dans la revue Geology , les chercheurs décrivent des zircons provenant des Andes de Patagonie. Bien que les zircons se soient formés lors de la collision des plaques tectoniques, ils ont une signature chimique associée au moment où les plaques se sont écartées.

Les chercheurs pensent que cette signature inattendue pourrait s'expliquer par la mécanique des plaques tectoniques sous-jacentes qui n'a pas encore été décrite dans d'autres modèles. Cette étape manquante implique une sorte de jus géologique dans une chambre magmatique où les zircons se forment avant d'atteindre la surface, la croûte océanique entrant dans la chambre avant la croûte continentale.

"Si vous placez un bassin océanique sous ce magma, vous constaterez un changement dans la composition de ce magma au fur et à mesure de son incorporation", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Fernando Rey, doctorant à l'UT Jackson School of Geosciences. "C'est quelque chose qui n'était pas documenté avant cette étude."

Cette théorie du mélange de magma océanique est importante car elle pourrait représenter une étape de transition dans la formation de bassins d'arrière-arc, une structure géologique importante qui façonne les paysages, les enregistrements géologiques et aide à réguler le climat de la planète.

Ces bassins se forment entre les plaques tectoniques océaniques et continentales, s’ouvrant lorsque les plaques s’écartent et se refermant lorsqu’elles se rapprochent. Alors que l'ouverture du bassin crée une croûte océanique, sa fermeture presse la croûte dans les montagnes, ramenant à la surface un enregistrement géologique de l'histoire de la Terre où les humains peuvent y accéder plus facilement, a déclaré le co-auteur Matt Malkowski, professeur adjoint à l'école de Jackson. Département des sciences de la Terre et des planètes. De plus, l'altération de la croûte océanique est un facteur majeur du stockage naturel du dioxyde de carbone.

"C'est la façon dont la Terre séquestre le carbone. Très efficace en soi, mais cela peut prendre des centaines de milliers, voire des millions d'années", a déclaré Malkowski.

Malkowski a collecté les zircons examinés dans l'étude à partir d'échantillons de roches et de sédiments sur un site en Patagonie. Les échantillons ont capturé l'intégralité de l'enregistrement du bassin arrière de l'arc, appelé bassin de Rocas Verdes, de son ouverture à sa fermeture.

Lorsque Rey a commencé à analyser les signatures chimiques des zircons, rien ne semblait anormal au début. Les zircons associés à un bassin ouvrant avaient la signature attendue. Cependant, lorsqu'il a commencé à examiner les zircons associés à la fermeture du bassin, la signature n'a pas subi le déplacement chimique attendu, connu par les scientifiques sous le nom de « pull down » en raison de la façon dont les données traçant les rapports isotopiques vont d'une augmentation constante à une diminution. vers le bas.

Lorsque cette signature déroulante n'est apparue que 200 millions d'années plus tard, apparaissant dans des zircons formés il y a 30 millions d'années alors que le bassin était déjà bien dans sa phase de fermeture, Rey et ses collaborateurs ont émis l'hypothèse d'un scénario qui pourrait aider à expliquer les données.

Dans leur article, ils proposent un modèle dans lequel les mêmes forces tectoniques qui serrent la croûte océanique dans les montagnes pourraient sous-pousser certaines parties de cette croûte et la pousser vers la chambre magmatique où se forment les zircons, influençant ainsi les signatures chimiques enregistrées dans les cristaux au cours de la formation des zircons. les stades précoces et intermédiaires de la fermeture. Alors que les continents continuent de se serrer les uns contre les autres, la croûte océanique est finalement remplacée par une croûte continentale, source du signal pulldown.

Les chercheurs pensent que cette phase de transition où les zircons sont extraits de la croûte océanique pourrait faire partie des bassins d’arrière-arc du monde entier. Mais il y a une bonne raison pour laquelle cela n'a pas été observé auparavant, a déclaré Rey. La plupart des bassins d'arrière-arc se ferment plus rapidement que la Patagonie - en quelques millions d'années plutôt qu'en dizaines de millions d'années - ce qui signifie une fenêtre de temps plus courte pendant laquelle ces zircons peuvent se former.

Maintenant que les scientifiques ont découvert ce signal de zircon en Patagonie, ils peuvent commencer à en rechercher des signes dans des zircons provenant d'autres endroits. Rey analyse actuellement les zircons de la mer du Japon, un bassin d'arc arrière moderne qui en est aux premiers stades de fermeture, pour voir s'il y a des signes de croûte océanique influençant la signature du zircon.

Cette recherche s'ajoute à un record de découvertes sur les bassins d'arrière-arc à l'UT Austin, a déclaré Malkowski. Le professeur Ian Dalziel est l'auteur d'un ouvrage bien connu intitulé Nature article de 1974 qui reconnaissait pour la première fois que les Andes de Patagonie se formaient en raison de la fermeture du bassin en arc arrière.

"Nous voici 50 ans plus tard, et nous apprenons encore de nouvelles choses sur ces roches", a déclaré Malkowski.