De bien des manières, la vie sur Terre ressemble à un miracle. Si les choses s’étaient déroulées autrement, la Terre aurait peut-être ressemblé davantage à ses voisins dans le système solaire. Les scientifiques soupçonnaient depuis longtemps que la tectonique des plaques jouait en partie un rôle dans l’évolution de la Terre, mais déterminer quand elle a commencé s’est avéré difficile.
Maintenant, des chercheurs ont identifié une « empreinte chimique » qui pointe vers le moment où la tectonique des plaques a probablement commencé. L’équipe a étudié plus de 1 200 roches couvrant près de 4 milliards d’années d’histoire terrestre, publiant leurs résultats dans Proceedings of the Royal Society A.
Cette empreinte—plus précisément, une signature isotopique du plomb—apparait de manière constante dans les roches plus anciennes que 2,76 à 2,63 milliards d’années mais disparaît brusquement dans les roches plus récentes. Cela suggère quelque chose « s’est mis en marche » il y a environ 2,7 milliards d’années, et notre planète a connu des bouleversements majeurs dans la façon de former les continents. L’équipe n’est pas encore sûre de ce que « quelque chose » est, mais ce tournant tectonique a probablement joué un rôle intégral dans la manière dont la Terre est devenue la planète que nous connaissons aujourd’hui.
« La tectonique des plaques est fondamentale pour la façon dont la Terre a évolué au cours de milliards d’années, remodelant continuellement les continents et les océans et influençant l’atmosphère et le climat de la planète », a déclaré Chris Kirkland, co-auteur de l’étude et géoscientifique à Curtin University en Australie, dans un communiqué. « Cela nous donne notre preuve géologique la plus claire à ce jour concernant le moment où le moteur tectonique qui anime la Terre moderne « s’est mis en marche ». »
De la roche à un monde favorable à la vie
Dans une tribune publiée dans The Conversation, l’auteure principale de l’étude, Janne Liebmann, a partagé davantage de détails sur les derniers travaux. Selon Liebmann, la tectonique des plaques joue un rôle majeur dans la régulation du climat terrestre et des champs magnétiques, en plus de la formation des montagnes et des océans et du déclenchement des tremblements de terre. Mais les scientifiques se demandent depuis longtemps si la Terre a toujours été ainsi ou si quelque chose a dû « s’allumer » au cours des 4,5 milliards d’années passées, explique-t-elle.
« La question est difficile à trancher parce que la tectonique des plaques est très efficace pour détruire les preuves, » écrivait Liebmann. Et cela se produit très naturellement : à mesure que les plaques entrent en collision, une vieille croûte sombre dans le manteau. Dans le même temps, la croûte poussée vers le haut s’érode aussi, et le registre géologique devient plus faible. Mais « contre toute attente », ajouta-t-elle, certaines roches anciennes parviennent à conserver des empreintes chimiques pendant des milliards d’années — c’est la raison pour laquelle il était même possible de mener cette nouvelle recherche.
Enquête géologique
Selon Liebmann, les roches plus anciennes de la croûte deviennent souvent un ingrédient dans la nouvelle croûte, laissant une « trace chimique durable » dans les roches nouvellement formées. Cet héritage géologique, pour ainsi dire, peut survivre sans être beaucoup altéré pendant des milliards d’années dans des minéraux comme le feldspath et les sulfures, que l’équipe a étudiés.
Environ 70 % des échantillons provenaient d’Australie, tandis que le reste provenait de différentes parties du monde. L’équipe a mené une analyse statistique pour déterminer l’âge et la composition chimique des roches. Ils ont découvert un motif remarquablement cohérent où l’empreinte isotopique disparaissait du registre après environ 2,76 à 2,63 milliards d’années.
« Et malgré l’examen de milliers de roches, nous ne la voyons plus jamais », a expliqué Liebmann dans le communiqué. « Cela nous indique que quelque chose de fondamental a changé dans la façon dont la croûte de la Terre était formée et transformée, marquant une transition vers le système tectonique dynamique que nous observons aujourd’hui. »
Beaucoup, beaucoup de miracles
Elle a noté dans sa tribune que cette signature pointait vers une croûte très ancienne formée il y a environ 4 milliards d’années, ce qui, en termes géologiques, n’est pas très long après la formation de la Terre. Et à cette époque, la tectonique de la Terre était probablement stagnante, fondant et refondant le même matériau pour former les roches granitiques des plus anciens continents.
L’équipe n’est pas certaine de comment et pourquoi la Terre est passée de cette situation à la tectonique des plaques active et constante que nous observons aujourd’hui. Mais quelle que soit la raison, cette transformation a continué à façonner et remodeler la Terre primitive. Encore une fois, il est remarquable combien de choses devaient être « juste » pour que la Terre se retrouve telle qu’elle est aujourd’hui.
