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A-t-on découvert la roche la plus vieille du monde ?

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Par Laurent Sacco, Futura

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Un groupe de chercheurs américains et canadiens a peut-être déniché la plus vieille roche connue au monde, accusant semble-t-il 4,28 milliards d'années. Cette découverte extraordinaire faite le long de la baie d'Hudson nous ouvrirait une fantastique fenêtre sur le passé le plus ancien de la Terre, peu de temps après l'impact géant à l'origine de la Lune. Mais des doutes demeurent...

Théia entrant en collision avec la jeune Terre il y a 4,53 milliards d'années. Crédit : Fahad Sulehria

Que s'est-il donc passé sur Terre pendant la période de l'Hadéen, alors que le bombardement météoritique sur notre planète était encore intense ? De quand date exactement la formation de la première croûte solide ? A quel moment des océans sont-ils apparus et ont permis à la vie de débuter ? La tectonique des plaques a-t-elle démarré très vite après l'apparition de la croûte solide et à quel point était-elle beaucoup plus active qu'aujourd'hui ?

Pour répondre à toute ces questions, il faudrait disposer d'échantillons de roches datant de plus de 4 milliards d'années. On a bien sûr des renseignements indirects, notamment grâce à des grains de zircon, minéral exceptionnellement résistant, que l'on a retrouvés dans des roches plus jeunes que leur âge de 4,36 milliards d'années, dans l'ouest de l'Australie. Il semblerait même que certains des fameux gneiss d'Acasta, toujours au Canada, soient âgés de 4,03 milliards d'années. Mais il faudrait mieux et c'est donc une découverte vraiment extraordinaire que viennent de faire Jonathan O'Neil, doctorant dans le département des sciences planétaires de la célèbre université McGill au Canada et Richard W. Carlson de la Carnegie Institution for Science à Washington.

Cliquez pour agrandir. Une vue de la Baie d'Hudson et de la ceinture verte du Nuvvuagittuq. Crédit Science

Avec leurs collègues Don Francis, professeur au département des sciences planétaires de McGill et Ross K. Stevenson, de l'université du Québec à Montréal (UQAM), ces chercheurs ont publié récemment un article dans Science faisant état de la datation, grâce à un isotope du néodyme, de roches présentes dans ce qu'on appelle la ceinture verte du Nuvvuagittuq. Il s'agit d'un mélange de roches volcaniques et sédimentaires similaire à celles que l'on connaît à Barberton en Afrique du sud et à Isua au Groenland. L'âge obtenu pour ces roches de la ceinture verte est de 4,28 milliards d'années. Un record !

La technique utilisée est bien connue, même si elle est difficile à mettre en œuvre. Il s'agit bien sûr d'une application des méthodes de datation isotopique, reposant en l'occurrence sur des isotopes de néodyme 142 et de samarium 146. Des noyaux de néodyme 142 sont présents dans presque toutes les roches, et normalement en quantité fixe. Mais au sein des roches plus vieilles que 4,1 milliards d'années environ, on doit s'attendre à y trouver un léger excès de Nd142.

En effet, le samarium 146 est radioactif et se désintègre assez rapidement, de sorte que plus de 500 millions d'années après la naissance de la Terre, il n'en existait plus sur notre planète. Or, l'un des produits de désintégration du Sm146 est justement du Nd142. Un mélange de ces deux isotopes piégé dans une roche s'étant formée il y a plus de 4 milliards d'années apparaîtra aujourd'hui avec un excès de Nd142 par rapport à d'autres plus jeunes que 4 milliards d'années, du fait de la désintégration du Sm146 en Nd142

Cliquez pour agrandir. C'est peut-être la plus vieille roche connue sur Terre. Crédit : Science

Certains chercheurs sont cependant sceptiques. D'ailleurs, Jonathan O'Neil et Richard W. Carlson eux-mêmes reconnaissent que ces doutes ne sont pas sans fondements. D'abord, d'autres caractéristiques de la ceinture verte du Nuvvuagittuq semblent plutôt indiquer un âge de 3,8 milliards d'années comme le fait remarquer un chercheur australien Simon Wilde, ensuite la roche elle même peut effectivement provenir d'un magma vieux de 4,28 milliards d'années, mais s'être mise en place plus de 400 millions d'années plus tard. La datation semble fiable mais son interprétation reste encore problématique selon ces chercheurs, qui incitent donc à la prudence.

Ces résultats donnent tout de même des renseignements sur ce qui se passait sur la Terre primitive, quelques centaines de millions d'années seulement après le choc d'une petite planète de la taille de Mars, baptisée Théia, dont le noyau ferreux s'est incorporé à celui de la Terre tandis que le reste emportait une partie du manteau terrestre, l'accrétion de ces débris formant notre Lune.

Comme l'indique Jonathan O'Neil, les données tirées de ces roches donneront aux chercheurs des informations précieuses concernant la séparation précoce du manteau de la Terre d'avec sa croûte au cours de la période de l'Hadéen, et il ajoute : « non seulement notre découverte ouvre une porte qui révèle encore plus de secrets sur les débuts de la Terre, mais elle offre aux géologues un nouveau terrain de jeu permettant d'examiner de quelle façon et à quel moment la vie a commencé, la nature probable de l'atmosphère de cette époque et la période de formation du premier continent ».