Planète

Tectonique des plaques : un long recyclage

ActualitéClassé sous :géologie , tectonique des plaques , subduction

On sait que la Terre est une immense usine chimique. Une étude publiée dans Nature par une équipe de géologues et géochimistes américains, italiens et australiens confirme une fois de plus qu'elle fait aussi du recyclage. Simon Turner de l'Université Macquarie et ses collègues viennent en effet de prouver que le magma participant aux activités volcaniques de l'archipel des Açores contient des isotopes autrefois inclus dans des plaques datant de 2.5 milliards d'années.

Spectromètre de masse dans un laboratoire de géochimie (Crédit : UMR 6635 - CNRS / CEREGE Nîmes).
Coupe de l'intérieur de la Terre.

La théorie de la tectonique des plaques est maintenant largement admise mais elle a dû attendre la fin des années 60 pour s'imposer largement dans le monde des géosciences. Les géologues et géophysiciens du début du XXième siècle avaient du mal à croire que des continents entiers puissent dériver et imaginaient difficilement une physique capable de rendre compte d'un manteau solide mais tout de même animé d'immenses courants de convections sur des échelles de millions d'années.

Les progrès de la géochimie et de la géophysique allaient changer tout cela. La science du géomagnétisme avec la découverte des inversions du champ magnétique terrestre, dont on va fêter le centenaire dans quelques semaines, sera à la source de la découverte de l'expansion des fonds océaniques et de la théorie de la tectonique des plaques.

L'image que nous avons maintenant est celle d'une planète active et complexe dont la croûte est composée de plaques océaniques et continentales, de compositions minéralogiques différentes, sans cesse en mouvement sous l'action combinée de courants de convection internes et de la gravité terrestre. Des blocs continentaux se forment par collisions de plaques continentales et se déchirent, selon un cycle de 400 millions d'années proposé par le canadien Tuzo Wilson. Des plaques océaniques, plus lourdes, participent de ce ballet incessant depuis plusieurs milliards d’années et finissent souvent par plonger à l'intérieur de la Terre par subduction.

C'est précisément sur ce qu'il advient de ces plaques subductées que l'article de NatureBoron and oxygen isotope evidence for recycling of subducted components over the past 2.5 Gyr parle en apportant quelques nouvelles informations.

Les scientifiques savaient bien sûr depuis longtemps que l'augmentation de température graduelle avec la profondeur à l'intérieur de la Terre finirait par faire fondre la plaque subductée, et que les atomes la constituant seraient rendus au manteau. Après le brassage dû à des cellules de convections et autres panaches mantelliques, ceux-ci finiraient donc par remonter en surface, dans des laves ou des gaz au niveau des appareils volcaniques.

Or, il faut savoir que les isotopes sont de fabuleux traceurs des processus géodynamiques et, en comparant au spectromètre de masse les rapports d'abondances de ceux-ci dans des matériaux géologiques, bien des choses peuvent être apprises. Ce sont donc les isotopes de bore et d'oxygène qui ont parlé. Ils ont confirmé qu'ils provenaient d'un morceau de croûte terrestre, datant de près de 2,5 milliards d'années, ayant subi un lent processus initial de fractionnement à basse température, et donc bien en surface, avant de plonger dans le manteau et de remonter plus tard au niveau des Açores.

Comme l'a dit Simon Turner « C'est une démonstration du pouvoir des nouvelles techniques scientifiques, capables de nous donner une remarquable vue sur le long terme de l'histoire de la planète ».

Cela vous intéressera aussi