De nouvelles recherches contredisent les théories établies sur l’évolution de la croûte terrestre

Une étude de Penn State a révélé que, sur des milliards d’années, la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de reformation, contrairement au ralentissement rapide de sa croissance il y a environ 3 milliards d’années. Les chercheurs ont déclaré que cette nouvelle découverte contredit les théories existantes qui font état d’une formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre.

La recherche a été récemment publiée dans la revue Lettres de perspectives géochimiques.

Ces travaux pourraient aider à répondre à une question fondamentale sur notre planète et pourraient contenir des indices sur la formation d’autres planètes, selon l’auteur principal Jesse Remink, professeur adjoint de sciences de la Terre.

« La théorie dominante évoque un point d’inflexion il y a environ 3 milliards d’années, ce qui implique que nous avions une planète du manteau stagnante sans activité tectonique avant le passage soudain à la tectonique des plaques », a déclaré Remink. « Nous avons montré que ce n’était pas le cas. »

Pour cartographier la composition de la croûte terrestre – ou la courbe de croissance de la croûte terrestre – les chercheurs se sont tournés vers plus de 600 000 échantillons constituant une base de données d’enregistrements rocheux terrestres. Des chercheurs du monde entier, y compris Penn State, ont analysé chaque échantillon de roche enregistré pour déterminer son contenu géochimique et son âge. Les chercheurs ont choisi les enregistrements rocheux plutôt que les échantillons minéraux, ce qui a éclairé la théorie de la formation soudaine, car ils ont déclaré que les enregistrements rocheux sont plus sensibles et moins sujets aux biais sur ces échelles de temps.

Les recherches menées par Jesse Remink, professeur adjoint de géosciences à Penn State, suggèrent que la croûte terrestre a poursuivi un lent processus de reformation pendant des milliards d’années, plutôt que de ralentir rapidement sa croissance il y a environ 3 milliards d’années. Ces travaux contredisent les théories existantes qui font état d’une formation rapide de plaques tectoniques plus tôt dans l’histoire de la Terre, a déclaré Remink. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Jesse Remink

Sachant que la fiabilité des enregistrements minéraux diminue avec le temps, les chercheurs ont recréé la courbe de croissance de la croûte terrestre à l’aide d’enregistrements rocheux. Pour ce faire, ils ont développé une méthode unique pour déterminer comment les roches ignées datant de plusieurs millions d’années se transforment au fil du temps : ils ont montré expérimentalement comment une même roche peut changer de différentes manières au fil du temps. Les roches peuvent être réparées de plusieurs manières, telles que l’altération des sédiments ou la refusion du manteau. Les chercheurs ont donc utilisé ces données expérimentales pour éclairer de nouveaux outils mathématiques capables d’analyser les enregistrements de roches et de déterminer les différences dans les changements d’échantillons.

« Nous avons calculé la quantité de remaniement survenue en examinant la composition des roches ignées avec une nouvelle méthode qui détecte la proportion de sédiments », a déclaré Remink.

Ils ont utilisé ces calculs pour calibrer les remaniements documentés dans les archives rocheuses. Ensuite, les chercheurs ont calculé la courbe de croissance de la croûte terrestre en utilisant les nouvelles connaissances sur la formation des roches. Ils ont comparé la courbe nouvellement calculée au taux de croissance dérivé des enregistrements minéraux réalisés par d’autres experts.

Les travaux de Reimink et de son équipe suggèrent que la croûte terrestre suit le chemin du manteau – la couche sur laquelle repose la croûte – suggérant une relation entre les deux. Remink a déclaré que ce n’est pas la première fois que les géologues suggèrent une croissance progressive de la croûte terrestre ; Cependant, c’est la première fois qu’un disque de rock est utilisé pour le sauvegarder.

« Notre courbe de croissance crustale correspond à l’enregistrement de croissance crustale, il semble donc que ces deux signaux se chevauchent d’une manière qui ne se chevauchait pas lorsque l’enregistrement minéral a été utilisé pour créer la courbe de croissance crustale », a déclaré Remink.

Remink a averti que la recherche améliore ce que les chercheurs comprennent, mais qu’elle ne constitue pas la solution ultime pour la recherche sur la croissance crustale. Il existe tout simplement trop peu de points de données qui ne peuvent pas refléter le vaste temps et l’espace de la croûte terrestre. Cependant, une analyse plus approfondie des points de données existants pourrait aider à éclairer les recherches sur d’autres planètes, a déclaré Reimink. Planète VénusPar exemple, elle n’a pas de plaques tectoniques et pourrait être un exemple moderne d’une Terre primitive.

« Quand la Terre et Vénus sont-elles devenues différentes ? » demanda Remink. « Et pourquoi sont-elles devenues différentes ? Ce taux de croissance de la croûte terrestre joue un rôle important. Il nous indique comment, quoi et pourquoi les planètes ont évolué selon des chemins différents. »

Référence : « Une vision globale de la lithosphère de croissance continentale » par J.R. Reimink, J.H.F.L. Davies et J.-F. Moen et DJ Pearson, 3 août 2023, Lettres de perspective géochimique.
est ce que je: 10.7185/geochemlet.2324

Joshua Davies, de l’Université du Québec à Montréal; Jean-François Moyne, Université de Lyon, France ; Le Dr a contribué à cette recherche. Graham Pearson, de l’Université de l’Alberta, Canada.

Cette recherche a été financée en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.