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Formation de la Terre : un des géochronomètres était faux

La Terre et le Système solaire sont nés il y a 4,568 milliards d’années environ. Pour les événements qui ont suivi il y a désormais un doute depuis une nouvelle évaluation, revue à la baisse, de la demi-vie d'un isotope radioactif du samarium, l’un des géochronomètres utilisés pour dater ce qui s’y est produit pendant les premières centaines de millions d’années de leur évolution. La différentiation planétaire de la Terre, la Lune et Mars, se serait produite plus rapidement et plus tôt que ce que l’on pensait.

La Terre vue de l'espace par les astronautes d'Apollo 17. © Nasa La Terre vue de l'espace par les astronautes d'Apollo 17. © Nasa

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Il ne s’agit pas d’une remise en cause de l’âge de la Terre et du Système solaire. Mais un article publié dans Science prouve qu’il faut repenser la chronologie des événements pendant l’Hadéen sur Terre, sur Mars et sur la Lune. Si vous demandez à Wolfram Alpha de tout vous dire sur l’isotope de samarium 146, il vous apprendra qu'il est radioactif et avec une demi-vie suffisamment longue pour permettre de dater des processus géologiques anciens contrairement au carbone 14 et sa demi-vie de seulement 5.730 ans. Mais c'est surtout, en relation indirecte avec des abondances mesurables aujourd'hui des isotopes du néodyme qu'il permet de dater des processus s'étant produits à l'aube de l'histoire du Système solaire.

Seulement voilà, le chiffre de 103 millions d’années donné pour 146Sm est faux ! Selon un groupe de chercheurs ayant utilisé l’Argonne Tandem Linac Accelerator System du laboratoire national Argonne aux États-Unis, la véritable valeur de la demi-vie du samarium 146 est 68 millions d’années.

Un échantillon ultrapur de 2 g de samarium. © DP
Un échantillon ultrapur de 2 g de samarium. © DP

Pas de révolution pour l'âge du Système solaire mais, en revanche, pour ce qui est de la chronologie établie des événements survenus pendant les premières centaines de millions d'années à l'intérieur des planètes rocheuses, il va falloir revoir la copie !

Grâce aux échantillons de roches lunaires et aux météorites martiennes, ainsi qu'aux roches terrestres, on avait estimé les dates de différentiation de ces planètes, c'est-à-dire la constitution de noyaux et manteaux bien séparés chimiquement. En prenant en compte la nouvelle valeur de la demi-vie du samarium, ces différentiations se seraient produites plus rapidement et les âges estimés avec d'autres horloges nucléaires deviennent convergents selon les chercheurs.

Une formation plus rapide du manteau de la Lune

Parmi les roches les plus vieilles du monde, certaines prennent des coups de vieux ainsi que les processus géodynamiques et géochimiques dont elles sont les témoins. D'ores et déjà, on peut dresser un premier bilan, que voici. 

Terre 

  • Un processus mantellique ayant formé certaines roches du Groenland était considéré comme s'étant produit 170 millions d'années après la formation du Système solaire. L'âge révisé de 120 millions d'années est maintenant plus en accord avec celui déterminé par une autre horloge nucléaire en rapport avec des roches trouvées en Australie. Cela suggère que ce processus a affecté toute la Planète.
  • De même pour des roches du Canada, on passe de 287 à 205 millions d'années après la formation du Système solaire pour un autre processus.

Lune

  • La formation du manteau lunaire a été datée à 242 millions d'années après la formation du Système solaire. L'âge révisé est maintenant de 170 millions d'années.
  • Une roche lunaire a été récemment datée avec trois chronomètres nucléaires, l'un d'entre eux étant le samarium 146. Les âges tirés des deux autres horloges s'accordaient, tandis que l'âge évalué à partir du samarium 146 était différent. La version révisée de la demi-vie du samarium 146 a résolu l'énigme.

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