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Découverte de la plus ancienne trace de tectonique des plaques

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La tectonique des plaques, et son corollaire la dérive des continents, est le phénomène fondamental pour comprendre la vie de notre planète. Pourtant, beaucoup d'incertitudes existent quant à la date de sa mise en place dans l'histoire de la Terre. Jusqu'à récemment, et même s'il existait des indications indirectes pour un démarrage très rapide après la formation de la Terre, nous n'avions de preuves pour l'existence d'une tectonique des plaques que vers 2,5 milliards d'années dans le passé. Une équipe internationale de chercheurs en géosciences vient d'apporter la preuve de son existence il y a 3,8 milliards d'années !

Coupe d'une dorsale océanique montrant des laves en coussins (pillow lavas) et des dykes (dikes).
La région d'Isua au Groenland (Crédit : Scripps Institution of Oceanography).

Une fois de plus, ce sont les roches de la formation d'Isua au Groenland qui viennent de nous livrer cette précieuse information. On les comptait déjà parmi les plus anciennes de la croûte terrestre préservées par l'activité de notre planète et elles avaient aussi fourni de fortes indications pour la présence de la vie à cette époque. C'était donc un lieu tout indiqué pour chercher des confirmations directes de ce qui n'était, jusqu'à présent, que des déductions basées sur des analyses géochimiques.

Le géophysicien Hubert Staudigel (Crédit : Scripps Institution of Oceanography).

Hubert Staudigel est un géophysicien et il fait partie de l'équipe publiant dans Science les résultats accréditant une tectonique des plaques dès le début de l'archéen. « Le fait que cette structure rocheuse soit si bien conservée est une grande chance ! » affirme Staudigel. « Ces roches se sont formées sur le plancher océanique le long d'un rift et elles se sont accrétées à une plaque continentale, survivant presque inchangées pendant 3,8 milliards d'années »

Les chercheurs se sont concentrés sur une zone du sud-ouest du Groenland où se trouve cette fameuse formation d'Isua. En l'occurrence, on y trouve des ophiolites. Ce sont des roches associées particulièrement au volcanisme des dorsales océaniques. Et comme indiqué au début, des chercheurs comme Minik Rosing y ont trouvé en 1999 des traces de la présence de bactéries à une époque aussi reculée que 3,8 milliards d'années.

Or, les études effectuées récemment ont non seulement mis en évidence des laves en coussins et des dykes volcaniques mais aussi que la chimie particulière des roches les composants montre des signatures très convaincantes de processus liés à une expansion de fonds océaniques et donc, inévitablement, de tectonique des plaques !

Laves en coussins (Crédit : Scripps Institution of Oceanography).
Dykes (Crédit : Scripps Institution of Oceanography).

Selon Rosing « Notre papier décrit des structures sur plusieurs échelles très similaires à la croûte océanique moderne aussi bien du point de vue de la composition chimique que de la forme. Il montre qu'une portion du plancher océanique d'un ancien océan pouvait s'obducter sur un continent de façon similaire à ce que nous indiquent les formations ophiolitiques plus récentes, comme celles d'Oman ».

Hubert Staudigel en train de prélever des échantillons (Crédit : Scripps Institution of Oceanography).