La toute première croûte terrestre était bien différente

Publié par Redbran le 11/01/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
La composition chimique des zircons Hadéens, qui sont les plus anciens minéraux terrestres (4.4-4.0 milliards d'années), semblait indiquer que la croûte primitive possédait une composition granitique proche de celle de la croûte continentale moderne. Cependant, cette composition pourrait plutôt refléter leur formation à la toute fin du processus de cristallisation de magmas plus typiques de la croûte Archéenne (4.0-2.5 milliards d'années) dont l'origine n'implique pas nécessairement l'existence de la tectonique des plaques (La tectonique des plaques (d'abord appelée dérive des continents) est le modèle actuel du...) telle qu'on la connaît aujourd'hui.


Affleurement de gneiss archéens d'Afrique du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), âgés d'environ 3.3 milliards d'années et de composition TTG: un analogue de la première croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre....) ?
© GET/CNRS

Le développement d'une croûte primitive riche en silice (La silice est constituée de dioxyde de silicium, un composé chimique qui entre dans la...) a permis l'avènement de conditions favorables à l'apparition de la vie (La vie est le nom donné :) sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), mais son origine est débattue car elle a été en grande partie détruite par les processus géologiques ultérieurs. Les seules reliques de cette croûte primitive sont ainsi des zircons détritiques d'âge Hadéen (de 4.4 à 4.0 milliards d'années) retrouvés dans des sédiments plus récents à Jack Hills, en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...). La composition chimique de ces zircons indique qu'ils ont cristallisé dans un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) magmatique de composition granitique. Les granites étant les roches les plus typiques de la croûte continentale récente, ceci était jusqu'à présent considéré comme indiquant l'existence de processus comparables à la tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n »...) des plaques actuelle.

Une étude menée par des chercheurs des laboratoires Géosciences Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) Toulouse (GET/OMP) et Magmas et Volcans (LMV, Clermont-Ferrand/Saint-Étienne) a remis en question cette conclusion. Les zircons provenant de roches magmatiques les plus communes de l'éon Archéen (âgées de 4.0 à 2.5 milliards d'années), qui ne sont pas des granites et appartiennent à la suite dite TTG (Tonalite-Trondhjémite-Granodiorite), présentent des compositions chimiques homogènes à l'échelle globale et surtout identiques à celles des zircons Hadéens de Jack Hills.

Un modèle thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur...) a permis d'expliquer cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...), démontrant que le processus de cristallisation des TTG aboutissait à un liquide résiduel de composition granitique dans lequel ces zircons se forment. Même si les zircons Hadéens ont bien cristallisé à partir d'un liquide granitique, il s'avère donc que cette composition n'était pas forcément représentative de la croûte primitive dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...). Celle-ci a pu au contraire ressembler aux TTG archéennes, dont l'origine n'implique pas nécessairement la tectonique des plaques telle qu'on la connaît aujourd'hui.


Séquence de cristallisation dans des TTG (Tonalite - Trondhjémite - Granodiorite) d'environ 3.5 milliards d'années en Afrique du Sud ; les zircons se sont formés dans le dernier liquide résiduel, granitique mais non représentatif de la roche entière.
© GET/CNRS

Pour en savoir plus:
Laurent, O., Moyen, J.-F., Wotzlaw, J.-F., Björnsen, J., Bachmann, O. (2021) Early Earth zircons formed in residual granitic melts produced by tonalite differentiation. Geology,
DOI: 10.1130/G49232.1

Contact:
Oscar LAURENT - Géosciences Environnement Toulouse (GET/CNRS) - oscar.laurent at get.omp.eu
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