C’est l’une des nombreuses caractéristiques uniques de la Terre : contrairement à toutes les autres planètes connues de l’univers, la surface de la Terre est constituée de plaques rigides qui se déplacent, s’écrasent les unes sur les autres et plongent à l’intérieur de la planète.
Mais quand la surface de la Terre s’est-elle divisée en plaques tectoniques ? Et quand ces plaques ont-elles commencé à bouger ? C’est une question importante car la tectonique des plaques semble alimenter l’évolution et la complexité de la vie.
Étonnamment, les géologues n’ont pas de bonne réponse quant à la date d’émergence de la tectonique des plaques, et les estimations vont d’il y a 700 millions d’années à il y a 4 milliards d’années, lorsque la Terre en était encore à ses balbutiements.
Les plus anciennes preuves sans ambiguïté de la tectonique moderne des plaques remontent au Néoprotérozoïque (il y a 1 milliard à 541 millions d’années), Robert Sterngéoscientifique à l’Université du Texas à Dallas, a déclaré à Live Science. C’est à ce moment-là que les archives géologiques révèlent d’abondantes ophiolites – des morceaux de croûte océanique repoussés sur les continents – et des schistes bleus, qui sont des roches métamorphiques qui se forment dans zones de subductionou des zones où les plaques entrent en collision et plongent à l’intérieur de la planète. La subduction est une caractéristique de la tectonique des plaques, de sorte que ces roches répandues montrent avec certitude que les plaques s’écrasaient et glissaient les unes sous les autres.
Mais de nombreux géologues pensent que le point de vue de Stern est trop conservateur.
Les critiques s’accordent sur le fait que les roches révélatrices de la tectonique des plaques se sont répandues pour la première fois il y a 700 à 900 millions d’années. Mais ces roches auraient pu exister plus tôt et avoir été effacées par le temps, suggèrent-ils.
Par exemple, le sous-continent indien est entré en collision avec l’Asie du Sud il y a à peine 55 millions d’années, et bon nombre de ces roches ont déjà été érodées, a déclaré Marc Harrisonprofesseur émérite de géoscientifique à l’UCLA. « La collision Tibet-Inde n’est pas encore terminée », a déclaré Harrison à Live Science. Si les preuves de la tectonique disparaissent alors même qu’une collision plaque à plaque se produit, quel espoir y a-t-il de retrouver ces mêmes roches provenant d’un passé beaucoup plus lointain ?
Stern soutient qu’il existe des preuves d’un petit épisode de subduction il y a 1,8 milliard d’années qui n’a pas vraiment durérenforçant son point de vue selon lequel s’il y avait eu une tectonique des plaques de manière cohérente avant il y a environ 800 millions d’années, cela serait plus clair dans les archives rocheuses. (D’autres scientifiques voient dans cet incident la preuve que la tectonique des plaques était alors bien avancée.)
De nombreux chercheurs ont avancé la transition vers la tectonique des plaques. Il existe de nombreux signes d’une sorte de changement géologique au cours de l’Éon archéen (il y a 4 à 2,5 milliards d’années), avec des estimations du moment exact allant de 2,5 à 3,8 milliards d’années. Par exemple, au moins un ophiolite conservé aujourd’hui remonte à 2,5 milliards d’années.
Un autre élément de preuve réside dans la chimie de la croûte. Si la croûte est une roche volcanique toute neuve, sa chimie ressemblera beaucoup au manteau d’où elle est issue. S’il est refondu et recyclé par la tectonique des plaques, cette chimie se déplace. Un étude influente de 2012 ont découvert que davantage de croûte a commencé à être recyclée il y a environ 3 milliards d’années. Cela pourrait marquer le passage à la subduction, détruisant et retravaillant la croûte, a déclaré le co-auteur de l’étude. Chris Hawkesworthprofesseur émérite de géosciences à l’Université de St. Andrews au Royaume-Uni.
Les recherches sur les zircons – des minéraux qui survivent même lorsque les roches qui les entourent fondent et se reforment – suggèrent que la croûte terrestre s’est déplacée plus tôt, autour de Il y a 3,8 milliards d’années. « Nous commençons à voir des structures de zircon qui ressemblent de plus en plus à ce que nous voyons aujourd’hui dans les zones de subduction », auteur de l’étude Nadja Drabonun scientifique de la Terre et des planètes à l’Université Harvard, a déclaré à Live Science. La croûte est également devenue plus courte à cette époque, ce qui suggère encore une fois le processus de recyclage de la subduction.
Mais cette transition reflète-t-elle une véritable tectonique des plaques ? Recherche sur le zircon publié en 2023qui a étudié les conditions du champ magnétique sur Terre au moment de la formation des minéraux, suggère que ces grains sont plus ou moins restés là où ils ont été formés jusqu’à il y a 3,4 milliards d’années, ce qui laisse entendre que les masses continentales n’étaient pas en mouvement jusque-là.
Il est possible que différents aspects de la tectonique des plaques soient apparus à des moments différents, a noté Drabon. La subduction a peut-être commencé il y a 3,8 milliards d’années, mais il a fallu du temps pour que les continents commencent à dériver autour du globe.
Une idée plus récente et plus controversée suggère que la Terre a développé la tectonique des plaques au cours de l’Hadéen (il y a 4,5 à 4 milliards d’années). Cette idée découle de preuves croissantes selon lesquelles la Terre nouveau-née était un endroit étonnamment moderne avec des océans et des continents – une conclusion tirée de recherche sur le zircon et le chimie des plus anciennes roches survivantes de la Terre. Certaines études sur les zircons les plus anciens de la Terre, qui datent de cette mystérieuse période de l’histoire géologique, ont révélé qu’ils ressemblent remarquablement aux zircons qui se forment dans les arcs volcaniques sur les zones de subduction aujourd’hui. Et la modélisation théorique montre qu’il est possible la tectonique des plaques existe dans des conditions hadéennesa déclaré Jun Korenaga, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l’Université de Yale, à Live Science.
Chaque élément de preuve de chacune de ces histoires d’origine comporte des faiblesses. Par exemple, la grande majorité des zircons très anciens proviennent d’un seul endroit, les Jack Hills en Australie, et ne représentent peut-être pas ce qui se passait sur le reste de la planète. Les roches les plus anciennes peuvent aussi être étranges – peut-être qu’elles traînent encore aujourd’hui parce qu’elles ne ressemblent pas à toutes les autres roches de l’ancienne Terre. Et vous ne voulez pas vous retrouver au milieu des modélisateurs informatiques lorsqu’ils discutent des hypothèses sur l’état du manteau il y a 4 milliards d’années.
« Il est choquant de constater qu’il n’y a pas de consensus sur le moment où (la tectonique des plaques) a commencé », Jesse Reiminka déclaré à Live Science un géoscientifique de la Pennsylvania State University.
