Des scientifiques ont daté l’émergence des premières masses continentales

Les géoscientifiques savent depuis longtemps que certaines parties des continents se sont formées dans le passé lointain de la Terre, mais la vitesse à laquelle les terres se sont élevées au-dessus des mers du globe – et les formes exactes des masses terrestres qui se sont constituées – ont jusqu’à présent échappé aux experts.

Mais aujourd’hui, grâce à l’examen d’environ 600 000 analyses de minéraux provenant d’une base de données d’environ 7 700 échantillons de roches différentes, une équipe dirigée par Jesse Reimink, professeur adjoint de géosciences à l’Université de Pennsylvanie, pense qu’elle se rapproche des réponses.

Les chercheurs affirment que les masses terrestres de notre planète ont commencé à s’élever lentement au-dessus du niveau de la mer il y a environ 3 milliards d’années. Si l’on combine leur interprétation avec des travaux antérieurs, y compris ceux d’autres chercheurs de l’Université de Pennsylvanie, cela suggère que les continents ont mis environ 500 millions d’années pour atteindre leur taille actuelle, selon les résultats récemment publiés dans Earth and Planetary Science Letters.

Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques ont appliqué une analyse statistique unique aux âges de cristallisation d’un minéral, le zircon, qui est datable de manière fiable et que l’on trouve fréquemment dans les roches sédimentaires. Les chercheurs n’ont pas déterminé l’âge de formation de ces roches, mais ils ont connaissent l’âge des zircons grâce au système de désintégration uranium-plomb. Cette méthode permet de mesurer la quantité de plomb dans un échantillon et de calculer, à partir du taux de déclin radioactif de l’uranium bien établi, l’âge du cristal. Lorsque le zircon se forme, aucun plomb n’est incorporé dans sa structure, si bien que tout le plomb provient de la désintégration de l’uranium.

Les minéraux trouvés dans les échantillons de roches sédimentaires se sont formés à l’origine dans des magmas plus anciens mais, par érosion et transport, ont voyagé dans les rivières et se sont finalement déposés dans l’océan où ils ont été transformés en roches sédimentaires sous la surface du fond marin. L’âge des zircons retrouvés dans les échantillons de roches individuels peut être utilisé pour déterminer le type de continent d’où ils ont été érodés.

Les âges des zircons des roches de l’est de l’Amérique du Nord sont, par exemple, différents de ceux des masses terrestres comme le Japon, qui a été formé par une activité volcanique beaucoup plus récente.

« Si vous regardez le fleuve Mississippi, il érode les roches et les zircons de toute l’Amérique du Nord. Il recueille des minéraux dont l’âge varie considérablement, allant d’un million d’années à plusieurs milliards d’années, a déclaré M. Reimink. Notre analyse suggère que dès que les sédiments ont commencé à apparaître sur Terre, ils ont été formés dans des bassins sédimentaires ayant une gamme d’âges similaire. »

Les sédiments sont formés à partir de l’altération de roches plus anciennes, et portent la signature d’anciennes masses terrestres passées dans des capsules temporelles comme les zircons. La recherche ne révèle pas la taille globale des continents primordiaux, mais elle suppose que les bassins versants d’échelle moderne se sont constitués il y a déjà 2,7 milliards d’années.

« Nos recherches correspondent parfaitement aux archives rocheuses préservées », a déclaré M. Reimink.

Cette découverte est essentielle pour plusieurs raisons. Tout d’abord, savoir quand et comment les continents se sont formés fait progresser la recherche sur le cycle du carbone dans les terres, l’eau et l’atmosphère. Deuxièmement, elle nous donne des indices sur les origines de la Terre. Cela pourrait s’avérer utile à mesure que nous en apprenons davantage sur la vie et la formation d’autres planètes. La Terre est une planète propice à la vie, en partie à cause de la façon dont la croûte continentale influence la composition de l’atmosphère et des océans. Savoir comment et quand ces processus se sont produits pourrait nous donner des indices sur la création de la vie.

« Chaque fois que nous sommes capables de déterminer les processus qui ont conduit à notre existence, cela se rapporte aux questions vraiment profondes telles que : Sommes-nous uniques ? La Terre est-elle unique dans l’univers ? Et y a-t-il d’autres Terres dans l’univers, a déclaré M. Reimink. Ces découvertes nous aident à trouver les réponses dont nous avons besoin au sujet de la Terre, qui nous permettent de comparer notre planète aux autres. »

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Traduction d’un communiqué de presse de l’Université de Pennsylvanie.

Jesse Ray Reimink et al., Global zircon analysis records a gradual rise of continental crust throughout the Neoarchean, Earth and Planetary Science Letters 554, 15 January 2021.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X20305987