Grâce à l'étude de minuscules grains ayant traversé les milliards d'années, des scientifiques viennent de dater l'initiation de la tectonique des plaques à 3,8 milliards d'années, repoussant encore un peu plus la mise en route de ce grand mécanisme qui assure encore aujourd'hui la valse des continents.
Aujourd'hui, l'écorce terrestre est découpée en plusieurs plaques tectoniques qui bougent sans cesse les unes par rapport aux autres. Ces mouvements sont à l'origine de la plupart des grands phénomènes géologiques qui se produisent à la surface du globe : ouverture d'océans, formation de chaînes de montagnes, volcanisme, tremblements de terre... Mais il n'en a pas toujours été ainsi.
Même si de nombreux indices laissent supposer, d'après les archives géologiques, que la tectonique des plaques s'est initiée très tôt dans l'histoire de la Terre, dater sa mise en route reste un challenge, en particulier à cause du nombre très restreint de roches héritées de la période primitive de la Terre. À cause du recyclage perpétuel de la surface terrestre, via les processus d'érosion, d'altération et de subduction, il ne reste en effet quasiment rien de l'époque hadéenne, qui définit les 500 premiers millions d'années d'existence de la Terre.
Les seuls témoins de cette époque lointaine se trouvent sous la forme de minuscules grains : les zircons.
Le zircon est un minéral très courant dans la croûte continentale et sa résistance exceptionnelle à l'altération et à l'érosion fait que certains cristaux peuvent ainsi traverser les milliards d'années sans (presque) prendre une ride. Ils ont l'avantage de pouvoir être datés grâce à l'analyse de leur composition isotopique. Or, la datation de certains zircons retrouvés dans de très anciennes régions de croûte continentale que l'on appelle des cratons a mis en évidence que de la croûte continentale existait déjà il y a 4,15 milliards d'années. Cela ne signifie pas cependant que ces continents primitifs aient été mobiles.
Comment les zircons peuvent-ils aider à déterminer l'âge de l'initiation de la tectonique des plaques ? L’un des processus majeurs accompagnant le mouvement des plaques est la subduction, c'est-à-dire le passage d'une plaque sous une autre plaque. Ce processus implique toute une série de mécanismes : augmentation de la pression et de la température des roches entrant en subduction, hydratation, fusion de roches précédemment cristallisées produisant un volcanisme d'arc. Un exemple typique actuel qui témoigne du mouvement des plaques est la ceinture de feu du Pacifique et son interminable chapelet de volcans en activité.
En recherchant des traces d'augmentation de la pression et de fusion dans les plus anciens zircons retrouvés, des scientifiques ont ainsi découvert que la croûte terrestre a commencé à subir ce type de déformation il y a 3,8 milliards d'années. Cette période pourrait donc signer le début de la tectonique des plaques. Les 600 millions d'années ayant précédé sont au contraire caractérisés par l'existence d'une proto-croûte très stable, dérivant initialement de la fusion d'un manteau primitif.
Ces résultats, publiés dans la revue AGU Advances, proviennent de l'analyse de zircons trouvés au sein des roches du craton de Barberton Greenstone Belt, en Afrique du Sud, et ont été confirmés par l'analyse de zircons d'autres régions du globe.
En détail, il apparaît que le changement significatif dans la géodynamique terrestre se serait opéré de manière balbutiante entre 3,8 et 3,6 milliards d'années avant de devenir un processus stable et efficace.
L'initiation de la tectonique des plaques a eu un impact majeur sur l'évolut...
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