Comment des chercheurs ont découvert des restes de la croûte terrestre primordiale près de Perth

Notre planète est née il y a environ 4,5 milliards d'années. Pour comprendre cette histoire incroyablement longue, nous devons étudier les roches et les minéraux dont elles sont constituées.

Les roches les plus anciennes d'Australie, qui comptent parmi les plus anciennes de la planète, se trouvent dans le district de Murchison, en Australie occidentale, à 700 kilomètres au nord de Perth. Ils sont datés de près de 4 milliards d’années.

Dans une nouvelle étude publiée dans Communications Terre et Environnement, nous avons trouvé des traces de roches d'un âge similaire près de Collie, au sud de Perth. Cela suggère que les anciennes roches d’Australie occidentale couvrent une superficie bien plus grande que ce que nous imaginions, enfouies profondément dans la croûte.

L'ancienne croûte continentale

L’ancienne croûte australienne est cruciale pour comprendre les débuts de la Terre, car elle nous renseigne sur la formation et l’évolution de la croûte continentale.

La croûte continentale constitue la base des masses continentales où vivent les humains, soutenant les écosystèmes et fournissant des ressources essentielles à la civilisation. Sans cela, il n'y aurait pas d'eau douce. Elle est riche en ressources minérales telles que l’or et le fer, ce qui la rend économiquement importante.

Cependant, explorer l’ancienne croûte continentale n’est pas chose facile. La majeure partie est profondément enfouie ou a été intensément modifiée par son environnement. Il n’existe que quelques zones exposées où les chercheurs peuvent observer directement cette ancienne croûte.

Pour comprendre l'âge et la composition de cette croûte ancienne cachée, les scientifiques s'appuient souvent sur des méthodes indirectes, telles que l'étude des minéraux érodés conservés dans les bassins sus-jacents, ou la télédétection des ondes sonores, du magnétisme ou de la gravité.

Cependant, il existe peut-être un autre moyen de scruter la croûte profonde et, avec un peu de chance, même de la goûter.

Traîner des cristaux des profondeurs

La croûte de notre planète est fréquemment coupée par des doigts sombres de magma, riches en fer et en magnésium, qui peuvent s'étendre de la croûte supérieure jusqu'au manteau terrestre. Ces structures, appelées digues, peuvent provenir de profondeurs d’au moins 50 kilomètres (beaucoup plus profondes que même le forage le plus profond, qui ne s’étend que sur 12 kilomètres).

Ces dykes peuvent capter d’infimes quantités de minéraux dans les profondeurs et les transporter jusqu’à la surface, où nous pouvons les examiner.

Dans notre étude récente, nous avons découvert des preuves d'anciennes roches enfouies en datant des grains de zircon provenant de l'un de ces dykes.

Le zircon contient des traces d'uranium qui, avec le temps, se désintègre pour donner du plomb. En mesurant précisément le rapport plomb/uranium dans les grains de zircon, nous pouvons déterminer depuis combien de temps le grain a cristallisé.

Cette méthode a montré que les cristaux de zircon du dyke remontent à 3,44 milliards d'années.

Armure en titane

Les zircons sont encapsulés dans un minéral différent, appelé titanite, qui est chimiquement plus stable que le zircon présent dans le dyke. Pensez à un grain de sel, emprisonné dans un sucre sucré dur, déposé dans une tasse de thé chaud.

La stabilité de l’armure de titanite protégeait les anciens cristaux de zircon contre les changements des conditions chimiques, de pression et de température au fur et à mesure que la digue se déplaçait vers le haut. Les cristaux de zircon non protégés dans le dyke ont été fortement modifiés au cours du voyage, effaçant leurs enregistrements isotopiques.

Cependant, les grains enveloppés dans la titanite ont survécu intacts et offrent un rare aperçu des débuts de l'histoire de la Terre.

La digue, elle-même datée d'environ 1,4 milliard d'années, a ouvert une fenêtre unique sur une croûte ancienne qui autrement serait restée cachée. Nous avons également trouvé des grains de zircon anciens similaires plus au nord dans le sable de la rivière Swan, qui traverse Perth et draine la même région, corroborant davantage l'âge et l'origine de ces matériaux anciens.

Les résultats étendent la zone connue de croûte ancienne, précédemment reconnue dans la région de Narryer du district de Murchison.

L’une des raisons pour lesquelles il est important de comprendre la croûte profonde est que nous trouvons souvent des métaux aux limites entre les blocs de cette croûte. La cartographie de ces blocs peut aider à cartographier les zones pour étudier le potentiel minier.

Vestiges du temps profond

Alors la prochaine fois que vous ramassez une pierre et que des grains minéraux déteignent sur votre main, pensez à combien de temps ces grains ont pu exister.

Pour comprendre l’échelle de temps, imaginez que l’histoire de notre planète a duré un an. La Terre s'est formée à partir de poussière tourbillonnante il y a 12 mois. Toute poignée de sable que vous ramasserez autour de Perth contiendra un grain ou deux datant d'il y a environ dix mois. La majeure partie de l'or australien s'est formée il y a sept mois et les plantes terrestres sont arrivées il y a seulement un mois.

Il y a deux semaines, des dinosaures sont apparus. L’humanité entière est venue au cours des 30 dernières minutes. Et toi? Soyons sérieux, à cette échelle, votre vie durerait environ une demi-seconde.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l'article original.