Comprendre la Terre primitive

Publié par Redbran le 02/12/2016 à 12:00
Source: CORDIS-Europa
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Illustration: NASA
La datation des premiers événements de formation de la croûte terrestre permet de comprendre la Terre primitive et la formation de notre planète. De nouveaux résultats financés par le CER au titre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) EARLY EARTH, coordonné par l'Université de Bonn (La Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität est le nom complet de l'université...), ont fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι...) des preuves supplémentaires selon lesquelles ce moment remonte à 4,36 milliards d'années grâce à la datation isotopique de particules de minerais de 20 micromètres.

La Terre s'est formée il y a 4,6 milliards d'années mais il reste difficile de trouver des preuves de sa composition primitive et de son histoire, la croûte terrestre et le manteau sous-jacent ayant continuellement évolué à travers la fonte et le recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui...). Ambre Luguet de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Bonn a utilisé de nouvelles méthodes de datation isotopique qui lui ont permis d'en savoir plus sur les premières 750 millions d'années de l'existence de la Terre, et notamment comment le manteau terrestre a préservé les informations sur la formation de la croûte.

La croûte terrestre, sa couche la plus externe, résulte d'une fonte partielle du manteau intérieur en silicate qui sert de réservoir disponible pour générer la croûte. Jusqu'à présent, nos connaissances limitées sur le moment et la portée des premiers évènements de formation de la croûte proviennent de l'analyse des isotopes de zircon présents dans les minéraux de la croûte. Ils ont été recyclés en une roche bien plus jeune mais, comme de minuscules capsules temporelles, ils préservent les informations isotopiques sur leur âge et leur origine pendant des milliards d'années. "Les roches les plus anciennes découvertes sur Terre sont âgées de 4,36 milliards d'années", affirme Mme Luguet. Mais elle explique qu'en raison du bombardement intense auquel la terre a été soumise, de nombreux éléments primitifs peuvent avoir disparu.

Mais qu'en est-il du manteau sous-jacent ? "Si l'on tient compte du lien mère-fille entre le manteau terrestre et la croûte terrestre, il semble logique d'étudier la formation initiale de la croûte du point de vue du manteau", affirme Mme Luguet. Plutôt que d'examiner les rapports isotopiques des minerais de zircon, elle s'est penchée sur les alliages riches en osmium, à savoir les minéraux du groupe du platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) porteurs d'osmium et les sulfures comme l'erlichmanite (OsS2 - sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...) d'osmium), qu'elle appelle "zircons du manteau".

Une datation isotopique de pointe

Mme Luguet a procédé à une datation isotopique haute technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) sur les alliages, les minéraux du groupe du platine et sur les sulfures des plus anciennes roches du manteau provenant du Botswana, d'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) du Sud et du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans...), appelées péridotites, et des plus anciennes roches issues du manteau du Groenland, appelées chromitites. La datation isotopique se fonde sur la dégradation radioactive de l'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) rhénium-187 en osmium-187 et platine-190 en osmium-186. "Les sulfures et les minerais du groupe du platine retrouvés dans le manteau après la fonte partielle présentent une concentration élevée en osmium mais une faible teneur en rhénium (Le rhénium est un élément chimique du tableau périodique, de symbole Re et de...). Par conséquent, la signature isotopique d'osmium-187/osmium-188, correspond directement à un âge de fonte partielle", explique Mme Luguet.

La chercheuse affirme que la nouveauté de sa méthode réside dans la taille des grains minéraux qu'elle a pu mesurer. "C'est la première fois que nous mesurons la composition isotopique de sulfures dont la taille est inférieure à 20 micromètres. Jusqu'à présent, d'autres chercheurs ont utilisé l'ablation au laser, qui est rapide mais limite la taille du sulfure analysé de 80 à 100 micromètres. À la place, nous avons extrait le grain de sulfure de sa roche initiale en utilisant une approche par micro-extraction consistant à percer un anneau autour du sulfure avant de l'extraire. La nouvelle méthode évite certains inconvénients associés à l'analyse de grains plus gros afin de pouvoir détecter la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) et hétérogénéité réelles des compositions isotopiques, conduisant à terme à des conclusions plus précises.

Les signatures préservées de la fonte partielle

"Nous avons appris que le manteau terrestre préserve les signatures des évènements de fonte partielle via ses minéraux riches en osmium, le plus âgé ayant 4,36 milliards d'années", commente Mme Luguet. Ce chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) est similaire à celui de la formation de l'ancienne croûte enregistré dans le cadre des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) isotopiques de zircon. Mme Luguet ajoute que ce qu'elle appelle le lien "génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...)" mère-fille entre la fonte partielle du manteau et les évènements de formation de la croûte était connu pour des échantillons inférieurs à 3,8 milliards d'années; "Nous avons désormais prouvé que ce lien existe déjà quelques centaines de millions d'années après la formation de la Terre."

Pour plus d'informations voir: page du projet sur CORDIS
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