Les zircons sont si durables et résistants aux intempéries et à l'érosion qu'ils disparaissent rarement. C'est pourquoi ce minéral présent dans les sédiments (appelé « zircons détritiques ») détient le plus grand aperçu de l'histoire de la Terre. Le zircon s'enrichit en U (datation U-Pb), est un chronomètre et fournit également une fenêtre chimique sur de nombreux phénomènes géologiques, tels que l'état d'oxydation.

Cette compréhension a conduit à une étude du Dr Rui Wang et de son doctorat. l'étudiant Shao-Chen Wu (Institut des sciences de la Terre, Université chinoise des géosciences, Pékin), le Dr Roberto Weinberg et le Dr Peter Cawood (Université Monash) et le Dr William Collins (Université Curtin). L'étude est publiée dans la revue Bulletin scientifique .

L'équipe utilise une nouvelle méthode de Loucks et al. (2020) pour déterminer l'état d'oxydation des magmas granitiques qui utilise les ratios de Ce, U et Ti dans le zircon pour suivre le changement d'état d'oxydation des magmas crustaux à travers l'histoire de la Terre. Le calcul ne nécessite pas la connaissance d'une charge ionique, ni la détermination de la température de cristallisation, de la pression ou de la composition de fusion parentale.

"Les méthodes précédentes incluent les oxybaromètres Ce/Ce* et Eu/Eu*, mais chacune présente des limites liées à la température, à la pression, aux variations de la composition chimique de la roche hôte ou à la précision des éléments REE nécessaires pour mesurer les anomalies Ce/Ce* et Eu/Eu*. ". Bob Loucks d'Australie-Occidentale déclare.

Cet oxybaromètre amélioré permet une évaluation plus fiable de la variation de l’état d’oxydation, qui peut désormais être interprétée en termes de changements tectoniques globaux au fil du temps. En déterminant les niveaux d'oxydation des magmas qui ont formé ces zircons détritiques, les scientifiques sont capables de déduire le début du recyclage de la croûte au manteau, l'altération et le cycle du supercontinent.

Le point clé est que les roches qui se trouvent à la surface de la Terre peuvent être transportées jusqu'au plus profond du manteau terrestre (à des centaines, voire des milliers de kilomètres sous la surface). Nos données montrent que non seulement cela se produit aujourd'hui, mais que cela aurait pu se produire jusqu'à présent. sur des milliards d'années.

En examinant les zircons des débuts de la Terre, des zircons vieux de 3 milliards d'années, jusqu'à ceux formés aujourd'hui, nous avons trouvé l'état rédox des magmas dans lesquels ils se sont formés. L'état d'oxydation (exprimé par ΔFMQ) des zircons détritiques a augmenté à environ 3,5 milliards d'années, suivi d'une moyenne constante ΔFMQ> 0 au cours des 3 derniers milliards d'années, suggérant le recyclage de la lithosphère océanique dans le manteau dans ce qui est finalement devenu une subduction. zones.

Cela montre que la limite inférieure de l’état rédox a chuté de façon spectaculaire il y a 2,6 milliards d’années, marquant la formation de continents bien définis et l’enfouissement de roches océaniques dans le manteau profond de la Terre. De plus, nous avons découvert une cyclicité des modèles redox :tous les 600 millions d'années environ, les continents se réunissent pour former des supercontinents, comme Gondwana, Rodinia, Nura et Superia.