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Tectonique des plaques : un indice au plomb la date d'il y a 2,7 Ga

En analysant plus de 1 200 roches, des chercheurs ont repéré une signature du plomb qui disparaît il y a environ 2,7 milliards d'années, quand la tectonique se serait mise en marche.

Ancient layered rock outcrop in the Australian outback, the kind of old crust geologists sample to trace Earth's early history.
Image: Gizmodo

La croûte terrestre a changé de fonctionnement il y a environ 2,7 milliards d'années, et une signature du plomb dans des roches très anciennes pourrait indiquer quand. La date du début de la tectonique des plaques fait débat depuis longtemps. Une nouvelle étude apporte l'une des réponses les plus nettes à ce jour.

Une équipe menée par Janne Liebmann, de l'université Curtin en Australie, a étudié plus de 1 200 roches couvrant près de 4 milliards d'années d'histoire de la Terre. Environ 70 % venaient d'Australie, le reste du monde entier. Les résultats sont publiés dans les Proceedings of the Royal Society A.

Le schéma est frappant. Une signature isotopique du plomb, c'est-à-dire un mélange précis d'atomes de plomb, apparaît de façon constante dans les roches de plus de 2,76 à 2,63 milliards d'années. Dans les roches plus jeunes, elle disparaît. « Malgré des milliers de roches examinées, nous ne la revoyons jamais », a déclaré Janne Liebmann dans un communiqué.

Pourquoi est-il si difficile de dater le début de la tectonique des plaques ?

Parce que la tectonique détruit ses propres preuves. Quand les plaques se heurtent, de la vieille croûte replonge dans le manteau, et la croûte soulevée s'érode. Pourtant, les roches anciennes entrent souvent dans la composition de la nouvelle croûte et y laissent une trace chimique. Elle peut survivre des milliards d'années dans des minéraux comme le feldspath et les sulfures, que l'équipe a analysés.

Que signifie cette empreinte du plomb ?

La signature renvoie à une croûte très ancienne, formée il y a environ 4 milliards d'années. À l'époque, la tectonique était probablement peu active : la même matière fondait et refondait pour donner les roches de type granite des premiers continents. Puis quelque chose a changé dans la façon dont la croûte se forme et se transforme, vers le système dynamique actuel.

L'équipe ignore encore ce qu'était ce « quelque chose » et pourquoi il est survenu. Pour Chris Kirkland, coauteur à Curtin, c'est la preuve géologique la plus claire à ce jour du moment où le moteur tectonique de la Terre moderne s'est « mis en marche ». La tectonique façonne continents et océans et influence l'atmosphère et le climat : la date compte donc pour comprendre pourquoi notre planète diffère tant de ses voisines.

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