De nouvelles recherches révèlent que les roches de la rive est de la baie d'Hudson au Canada contiennent des éléments de certaines des premières croûtes de la Terre.
Les roches elles-mêmes sont des granites vieux de 2,7 milliards d'années, mais elles détiennent toujours les signaux chimiques des roches précurseurs qui ont été fondues et recyclées pour former les roches qui existent aujourd'hui. La nouvelle étude, publiée en ligne aujourd'hui (17 mars) dans la revue Science, révèle que ces précurseurs se sont formés il y a environ 4,3 milliards d'années.
La Terre a 4,6 milliards d'années et l'impact astronomique qui a formé la lune s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années. Cela fait des roches précurseurs des granites canadiens l'une des premières croûtes après l'impact de la formation de la lune, a déclaré le chef de l'étude Jonathan O'Neil, géoscientifique à l'Université d'Ottawa au Canada.
Histoire hadéenne
La nouvelle recherche est une tentative de jeter un coup d'œil dans l'éon Hadéen, une phase mystérieuse et plutôt fondue de l'histoire de la Terre. L'Hadean commence avec la formation de la Terre et se termine il y a environ 4 milliards d'années, et il reste très peu de vestiges géologiques de cette époque. La plupart des roches de l'Hadean ont depuis longtemps été recyclées dans le manteau de la planète.
"Les roches qui ont entre 3,6 et 3,8 milliards d'années ou plus, nous pouvons les compter sur les doigts de notre main", a déclaré O'Neil à Live Science. "Nous avons une quantité très limitée d'échantillons de roche pour comprendre le premier milliard d'années de l'histoire de la Terre."
Les granites trouvés au nord de la baie d'Hudson du Canada ne datent pas de l'Hadean, mais ils butent contre la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq, une formation censée contenir les plus anciennes roches connues sur Terre, âgées de 3,8 milliards à 2,48 milliards d'années. (Le seul matériau géologique plus ancien est de petits grains minéraux appelés zircons provenant de Jack Hills en Australie, mais les roches d'origine qui contenaient ces grains ont depuis longtemps disparu.)
Certains scientifiques pensent que les zircons de Jack Hills et la ceinture de roches vertes de Nuvvuaguittuq contiennent des traces de la vie la plus ancienne de la planète, bien que ces résultats soient controversés.
Un arbre généalogique géologique
O'Neil et son co-auteur, Richard Carlson de la Carnegie Institution for Science, étaient intéressés par les granites vieux de 2,7 milliards d'années parce qu'ils savaient que les roches de ce type devaient être formées par une roche "parent" qui avait été enterré et partiellement fondu avant le reformage. La question était, quel âge avait ce rock parent?
Pour le découvrir, les chercheurs se sont tournés vers la datation samarium-néodyme, une méthode qui utilise des ratios de différentes variations de ces deux éléments de terres rares pour déterminer l'âge. Une variation moléculaire, ou isotope, du samarium, le samarium-146, n'existe plus sur Terre: Tout a subi une décroissance radioactive au cours des 500 premiers millions d'années de l'histoire de la planète, a déclaré O'Neil.
Le samarium-146 se désintègre en néodyme-142, donc toute roche qui s'est formée après les 500 premiers millions d'années de l'histoire de la Terre détient le même rapport de néodyme-142 aux autres isotopes du néodyme. Toute roche qui montre une variation de ce rapport de néodyme doit s'être formée au cours des 500 premiers millions d'années de l'histoire de la Terre, selon les chercheurs.
C'est exactement ce genre de variation que les scientifiques ont trouvé dans les roches de la baie d'Hudson - un déficit dans le rapport néodyme 142 / néodyme 144 par rapport aux roches modernes.
"Cela signifie que leur parent rock devait être très vieux", a déclaré O'Neil. Les chercheurs ont également découvert que la roche mère était probablement une croûte océanique basaltique plutôt qu'une terre sèche.
Les chercheurs estiment que la roche mère avait 1,5 milliard d'années de plus que les granites modernes qui survivent aujourd'hui. C'est intéressant non seulement parce que la roche mère était l'une des premières croûtes de la Terre, a déclaré O'Neil, mais parce que la roche mère était restée si longtemps avant d'être recyclée. La croûte océanique d'aujourd'hui persiste à la surface pendant seulement environ 200 millions d'années avant d'être repoussée dans le manteau et partiellement fondue, a déclaré O'Neil. La roche mère des granites de la baie d'Hudson est restée à la surface pendant plus d'un milliard d'années avant d'être recyclée, cinq fois plus longtemps que la croûte océanique d'aujourd'hui survit.
