La croûte de la Terre a aujourd’hui une composition étonnamment similaire à la première coquille extérieure de la planète, ou «protocrust», selon de nouvelles recherches.
Cette première coquille rocheuse comportait des signatures chimiques auparavant censées se produire uniquement dans les croûtes continentales faites par le processus de subduction, dans lequel on assiette tectonique glisse sous un autre.
Mais la tectonique des plaques n’est pas réellement nécessaire pour produire ces signatures, selon la nouvelle étude publiée le 2 avril dans la revue Nature.
Ces résultats sont importants pour le débat sur Quand la tectonique des plaques de notre planète a commencé. Personne ne sait exactement quand ni pourquoi la surface de la Terre s’est effondrée dans des dalles de crêpes qui grincent et s’écrasent les unes contre les autres, formant des montagnes et des volcans et déclenchant des tremblements de terre.
Historiquement, le fait que les signatures chimiques observées dans les processus tectoniques de plaques modernes se soient produites dans le protocrust dès les premiers milliards d’années de la Terre, au cours de l’éon haDean, avait été utilisée comme preuve pour étayer la théorie selon laquelle La tectonique des plaques a commencé presque dès que la Terre avait un sol solide – Il y a environ 4 milliards d’années.
« C’est probablement un argument défectueux maintenant », auteur principal de l’étude Craig O’Neillun géophysicien à l’Université de technologie du Queensland en Australie, a déclaré à Live Science.
« Oui, cette signature se forme aujourd’hui (par la tectonique des plaques) », a déclaré O’Neill. « Mais l’hypothèse que la Terre s’est toujours comportée comme elle le fait maintenant, tout au long du temps, vous pouvez donc extrapoler cela – c’est évidemment un peu lourd. »
Les signatures précises sous débat sont des oligo-éléments, tels que le titane et le niobium, qui se combinent dans la structure cristalline des roches lorsqu’ils se solidifient à partir du magma chaud. Cependant, le comportement de ces éléments dépend fortement des conditions qui les entourent.
Ce que O’Neill et ses collègues ont réalisé, c’est que la chimie de la Terre fondée en fusion était très différente de celle d’aujourd’hui.
Alors que la Terre se solidifiait à partir de la roche fondue, les parties riches en fer de ce magma se sont coulées et se sont concentrées, devenant aujourd’hui noyau métallique. Cela signifie que le manteau est devenu moins riche en fer au fil du temps. En tant que tel, le magma du manteau trouvé dans les zones de subduction modernes, comme le «Ring of Fire» du Pacifique, pourrait ne pas agir comme le magma trouvé sur la Terre du début.
Les chercheurs ont modélisé le comportement de ces oligo-éléments dans les conditions des centaines de centaines d’années de terre, à une époque où la croûte, le noyau et le manteau se différenciaient encore et le manteau en développement était toujours riche en fer.
O’Neill a expliqué que le modèle qu’ils ont trouvé ressemblait « remarquablement à la signature de la zone de subduction », ce qui signifie que les signatures chimiques ne peuvent pas être utilisées comme preuve que la subduction se produisait sur la Terre précoce. Ils peuvent également résulter directement de la transition initiale d’une planète avec une surface liquide à une avec une surface solide.
« Certaines des preuves que les gens ont utilisées pour plaider pour la tectonique des plaques précoces ne vous montrent probablement pas du tout la tectonique des plaques », a-t-il déclaré. « Cela vous montre probablement une croûte plus ancienne. »
Cela ne signifie pas que la tectonique des plaques ne se produisait pas à ce moment-là, au moins à l’occasion, a ajouté O’Neill. Il y avait beaucoup de débris qui zippaient autour du jeune système solaire et la Terre était souvent bombardée d’impacts, dont certains auraient été assez grands pour casser le protocrust et commencer des périodes de subduction localisées.
Mais toute la planète est probablement passée au système tectonique des plaques plus tard, entre 3,2 milliards et 2,7 milliards d’années. Il y a beaucoup plus de preuves de roches recyclées et poussées pendant cette période, soutient O’Neill. « Le débat intéressant à partir d’ici sera quelle sera l’interaction entre ces deux signatures à travers le temps », a-t-il déclaré. « Quand la signature moderne réelle devient-elle importante, et y a-t-il une façon intelligente de distinguer les deux? »
