Les scientifiques découvrent une croûte de 4 milliards d’années enfouie sous l’Australie

Aujourd'hui, l'écorce terrestre se décompose en deux grands ensembles : la croûte océanique et la croûte continentale. Mais cela n'a pas toujours été le cas. Juste après sa formation, la Terre primitive était bien différente et son architecture interne n'était alors pas aussi claire qu'aujourd'hui, avec un manteaumanteau surmonté d'une croûte. Cette différenciation s'est en effet établie au fur et à mesure à partir de l'océan de magmamagma qui occupait alors la surface terrestre.

Les processus qui ont mené à l'établissement de la première croûte continentale sont complexes et encore mal compris, en partie à cause du nombre extrêmement restreint de témoins géologiques datant de plus de 4 milliards d'années.  

Les zircons pour remonter le temps

La plupart des études se basent sur l'analyse de minuscules minérauxminéraux appelés zirconszircons pour dater l'âge de la première croûte continentalecroûte continentale et tenter de comprendre sa formation et sa composition. Ces minéraux ont la particularité de se former au moment de la genèse des roches plutoniques de type granitegranite, riches en silice et caractéristiques de la composition de la croûte continentale. Leur grande résistancerésistance à l'érosion, à la pressionpression et à la température fait que certains zircons formés il y a plus de 4 milliards d'années peuvent encore être retrouvés aujourd'hui. Les zircons les plus anciens témoignent donc de la formation de la première croûte continentale.

Zircon d'âge hadéen de Jack Hills en Australie. © Aaron Cavosie, John Valley, modifié par Gretarsson, Wikimedia Commons, domaine public

Les zircons très anciens ne se trouvent cependant pas n'importe où. Il faut aller les chercher dans des zones bien spécifiques que l'on appelle les cratons. Les cratons préservent en effet les fragments de roches continentales les plus vieilles que l'on puisse trouver à la surface de la planète. Le Craton archéenarchéen de Yilgarn, dans l'ouest de l'Australie, est ainsi connu pour être composé de croûte continentale âgée de plus de 3,7 milliards d'années. Parmi ces roches, les plus vieux zircons ont été retrouvés, datant de 4,4 milliards d’années, soit quasiment l'âge de la TerreTerre !

100.000 km2 de proto-croûte continentale cachée sous l’Australie

Des chercheurs ont ainsi analysé des zircons trouvés dans de très anciens sédiments issus de l'érosion des roches cristallines de ce craton. L'étude des isotopesisotopes U-Pb (Uranium-Plomb) et Lu-Hf (Lutetium-hafnium) a permis de contraindre l'âge de ces zircons et de reconstruire l'évolution de la croûte formant aujourd'hui le craton de Yilgarn. Les résultats, publiés dans la revue Terra Nova, montrent que ce résidu de proto-croûte aurait environ 4 milliards d'années. Il resterait même actuellement quelque 100.000 km² de cette ancienne croûte sous la partie ouest du craton, affleurant au niveau du terrane de Narryer. Cette estimation a été réalisée en analysant la signature gravimétrique du sous-sol dans cette région. Cette proto-croûte apparaît en effet être très épaisse et dense, des caractéristiques physiquesphysiques associées notamment à son âge.

La carte géologique de l'Australie indique l'emplacement du craton archéen de Yilgarn, la masse brune située dans le coin sud-ouest du continent. La proto-croûte de 4 milliards d'années serait située à la base de ce craton, dans sa partie ouest. © Electionworld, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

En comparant ces données géochimiques à celles des autres cratons identifiés sur le globe, les chercheurs montrent que cette proto-croûte située actuellement en Australie faisait certainement partie d'un ensemble beaucoup plus vaste. Pendant 2 milliards d'années, cette croûte continentale primitive aurait d'ailleurs subi de multiples épisodes de fusionfusion, suggérant un processus de croissance continentale très tôt dans l'histoire de la Terre.

Cela suggère un changement significatif au niveau de la géodynamique de la planète, il y a 4 milliards d'années. Alors que le bombardement météoritique commence à diminuer, la croûte semble alors se stabiliser, permettant à la vie terrestre de s'établir doucement.

Ces résultats pourraient notamment servir aux scientifiques à la recherche d'exoplanètes où la vie pourrait s'être développée.