Les cristaux les plus anciens du monde contiennent des traces de sédiments encore plus anciens et réécrivent l'histoire de notre planète.

Les cristaux de Jack Hills, les plus anciens du monde, offrent une nouvelle vision de la Terre il y a plus de quatre milliards d'années : une croûte exposée aux éléments, modifiant notre compréhension des origines de la vie sur la planète.

Dans le les cristaux les plus anciens du mondecollectés dans les collines de Jack Hills en Australie occidentale, on trouve les restes de roches encore plus anciennes, dont certaines ont été retravaillées par le magma pour devenir les cristaux que nous connaissons aujourd'hui. Grâce à l’apprentissage automatique, les géologues ont révélé qu’un tiers de ces roches primordiales étaient sédimentaires.

L'étude, publiée dans les Actes de Académie nationale des sciencesindique qu'il y a plus de quatre milliards d'années, à une époque où aucun minéral ne survit, la Terre possédait un vaste croûte exposée aux éléments au-dessus du niveau de la mer. Les premières centaines de millions d’années de la Terre n’ont pas été aussi différentes qu’on pourrait l’imaginer.

Les atomes de la Terre sont en grande partie les mêmes que ceux qui étaient présents il y a plus de quatre milliards d'années, mais rien de solide de cette période n'a survécu ; tout a été retravaillé, généralement à plusieurs reprises. C'est l'une des raisons pour lesquelles nous sommes allés sur la Lune et avons étudié les astéroïdes, afin de trouver une ligne directe menant presque à la naissance du système solaire.

Le manque de roches témoignant des premiers dix pour cent de l’existence de la Terre frustre les géologues. Cependant, dans des objets plus anciens que la Terre, outre les arrivées de l'espace, les chercheurs ont trouvé un indice inattendu sur cette époque perdue, révélant la rapidité avec laquelle la planète a évolué vers quelque chose de familier.

Les premières roches sédimentaires : un nouveau regard sur les cristaux de zircon

Les zircons de Jack Hills sont les plus anciennes reliques sur Terre. Ils se sont formés il y a 4,4 milliards d'années et ont ensuite été incorporés dans des roches sédimentaires qui se sont depuis érodées, ne laissant que les zircons. Ces zircons ont cristallisé à partir de magma, mais pas du magma océanique originel : celui-ci était composé de roches plus anciennes entraînées dans la Terre pour y fondre. La plupart des informations sur ces roches antérieures ont été perdues au cours du processus de remaniement du magma, mais une question que les géologues espéraient résoudre est de savoir si certaines d'entre elles étaient sédimentaires ou si elles étaient toutes ignées.

Les roches ignées peuvent se former à partir du refroidissement du magma ou de la lave, dont nous savons qu'elles existaient au début de la Terre, mais les roches sédimentaires nécessitent un cycle de l'eau, dans lequel les roches sont exposées à l'atmosphère au-dessus du niveau de l'eau. La pluie les érode et les matériaux sont transportés vers les lacs ou les océans pour se déposer et se transformer en de nouvelles formes rocheuses.

Le professeur Ross Mitchell de l'Académie chinoise des sciences et ses collègues ont examiné à nouveau les zircons des Jack Hills, ainsi que certains du lit de grès vert sud-africain récemment découvert, qui pourraient presque correspondre à leur âge. En entraînant les ordinateurs à reconnaître les empreintes digitales des matériaux sédimentaires dans les zircons, Mitchell et ses collègues ont pu déterminer qu'un échantillon de zircons très anciens contient une abondance de granit de type S. Il s'agit de granit formé à partir de sédiments subductés dans le magma.

La proportion de granite de type S augmente avec le temps, comme prévu. Mais si la méthode de Mitchell et ses collègues est correcte, les zircons formés il y a 4,24 milliards d'années contenaient environ 35 % de granite de type S. Il est intéressant de noter que les auteurs ont noté que la proportion de granite de type S augmente et diminue en fonction des cycles de formation et de formation. désintégration des supercontinents.

Le granit de type S

Pour former un granite de type S, il faut un processus au cours duquel les roches se forment, s'érodent en sédiments, puis sont comprimées en de nouvelles roches avant d'être poussées en magma. Un tel processus prend du temps, les îlots d’origine doivent donc avoir existé bien avant la formation des zircons. De tels granites anciens de type S en zircon démontreraient également que les cycles tectoniques qui ont subducté la croûte dans le manteau se sont produits il y a au moins 4,2 milliards d'années.

En d’autres termes, si un extraterrestre avait visité la Terre au cours de ses premières années d’existence, il n’aurait trouvé ni un monde orange et aride, comme on le pensait il y a quelques décennies, ni un océan omniprésent, comme on le soupçonnait plus récemment.

Ces découvertes prolongent les travaux publiés récemment, lorsqu'une équipe a étudié le rapport des isotopes de l'oxygène dans des zircons d'âge similaire. La plupart se sont formés dans les océans, mais certains d’entre eux montrent des signes de formation dans les eaux douces terrestres, indiquant la présence d’une croûte continentale à cette époque.

La présence de granites de type S dans les zircons de Jack Hills a fait l'objet d'un débat majeur au sein d'un petit groupe de géologues, mais elle a des implications plus larges. Les deux principales hypothèses sur l’origine de la vie sont la « petite piscine chaude » proposée par Darwin et les sources hydrothermales au fond de l’océan. Cependant, l’idée des étangs chauds nécessite que la planète ait eu un cycle de l’eau avec de la terre et de l’eau douce lorsque la vie est apparue. En repoussant l'existence des premiers étangs, Mitchell et ses co-auteurs n'ont pas prouvé que c'était là l'origine de la vie, mais ils ont rendu plus plausible l'hypothèse des étangs chauds.

Source: Actes de l'Académie nationale des sciences