Une équipe de recherche contredit la théorie dominante sur la formation de la croûte terrestre, montrant un remaniement lent et continu plutôt qu’un ralentissement rapide il y a 3 milliards d’années. En analysant plus de 600 000 échantillons de roches à travers le monde, ils ont proposé une nouvelle façon de cartographier la croissance de la croûte terrestre, suggérant une croissance plus progressive et fournissant un aperçu des configurations et variations planétaires, impliquant notamment Vénus.
Une étude de Penn State a révélé que la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de reformation sur des milliards d’années, contrairement au ralentissement rapide de sa croissance il y a environ 3 milliards d’années. Les chercheurs ont déclaré que cette nouvelle découverte contredit les théories existantes qui font état d’une formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre.
La recherche a été récemment publiée dans la revue Lettres de perspectives géochimiques.
Ces travaux pourraient aider à répondre à une question fondamentale sur notre planète et fournir des indices sur la formation d’autres planètes, a déclaré l’auteur principal Jesse Remink, professeur adjoint de sciences de la Terre.
« La théorie dominante évoque un tournant il y a environ trois milliards d’années, ce qui implique qu’avant le passage soudain à la tectonique des plaques, nous avions une planète du manteau stagnante sans activité tectonique », explique Remink. « Nous avons montré que ce n’était pas le cas. »
Pour cartographier la composition de la croûte terrestre – ou la courbe de croissance de la croûte terrestre – les chercheurs ont utilisé plus de 600 000 échantillons, constitués d’une base de données de données sur les roches terrestres. Des chercheurs du monde entier, dont Penn State, ont analysé chaque échantillon de roche répertorié pour déterminer son contenu géochimique et son âge. Les chercheurs ont choisi les données sur les roches plutôt que sur les échantillons minéraux, ce qui a éclairé la théorie de la formation soudaine, car ils ont déclaré que les données sur les roches étaient plus sensibles et moins sujettes aux distorsions sur ces échelles de temps.
Les recherches menées par Jesse Remink, professeur adjoint de géosciences à Penn State, suggèrent que la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de reformation pendant des milliards d’années, plutôt que de ralentir rapidement sa croissance il y a environ 3 milliards d’années. Ces travaux contredisent les théories existantes qui font état d’une formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre, a déclaré Remink. Crédit : Merci à Jesse Remink
Sachant que la fiabilité des données minérales diminue avec le temps, les chercheurs ont simulé la courbe de croissance de la croûte terrestre à l’aide de données sur les roches. Pour ce faire, ils ont développé une méthode unique pour déterminer comment les roches ignées vieilles de plusieurs millions d’années se retravaillent au fil du temps : ils ont montré expérimentalement comment une même roche peut changer de différentes manières au fil du temps. Les roches peuvent être réparées de plusieurs manières, par exemple par l’altération des sédiments ou la refusion du manteau. Par conséquent, les chercheurs ont utilisé ces données expérimentales pour développer de nouveaux outils mathématiques capables d’analyser les enregistrements de roches et de mettre en évidence les différences dans les changements d’échantillons.
« Nous avons calculé la quantité de remaniement qui a eu lieu en examinant la composition des roches ignées avec une nouvelle méthode qui détecte la proportion de sédiments », a déclaré Remink.
Ils ont utilisé ces calculs pour calibrer les remaniements documentés dans les archives rocheuses. Les chercheurs ont ensuite calculé la courbe de croissance de la croûte terrestre en utilisant les nouvelles connaissances sur la formation rocheuse. Ils ont comparé la courbe nouvellement calculée avec le taux de croissance dérivé des données minérales d’autres experts.
Les travaux de Reimink et de son équipe suggèrent que la croûte terrestre suit le chemin du manteau – la couche sur laquelle repose la croûte – suggérant une relation entre les deux. Remink a déclaré que ce n’est pas la première fois que les géologues suggèrent une croissance progressive de la croûte terrestre ; Cependant, c’est la première fois qu’un disque de rock est utilisé comme sauvegarde.
« Notre courbe de croissance crustale correspond à l’enregistrement de croissance crustale, il semble donc que ces deux signaux se chevauchent d’une manière qui ne se chevauchait pas lorsque l’enregistrement minéral a été utilisé pour créer la courbe de croissance crustale », a déclaré Remink.
Remink a averti que l’étude améliore ce que les chercheurs comprennent, mais qu’elle ne constitue pas la solution ultime pour la recherche sur la croissance crustale. Il existe tout simplement trop peu de points de données qui ne peuvent pas refléter le vaste temps et l’espace de la croûte terrestre. Cependant, une analyse plus approfondie des points de données existants pourrait faciliter la recherche sur d’autres planètes, a déclaré Reimink. VénusPar exemple, elle n’a pas de plaques tectoniques et pourrait être un exemple moderne d’une Terre primitive.
« Quand la Terre et Vénus sont-elles devenues différentes ? » demanda Remink. « Et pourquoi sont-ils devenus différents ? Ce taux de croissance de la croûte terrestre joue un rôle majeur. Cela nous raconte comment, quoi et pourquoi les planètes ont évolué selon des chemins différents.
Référence : « Un aperçu complet de la lithosphère de croissance continentale » par JR Reimink, JHFL Davies et J.-F. Moen et DJ Pearson, 3 août 2023, Lettres de perspective géochimique.
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Joshua Davies, de l’Université du Québec à Montréal; Jean-François Moyne, Université de Lyon, France ; Le Dr a contribué à cette recherche. Graham Pearson, de l’Université de l’Alberta, Canada.
Cette recherche a été financée en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.
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