La tectonique des plaques, une histoire très ancienne | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  La tectonique des plaques, une histoire très ancienne

Des chercheurs de l’IPGP ont pour la première fois mis en évidence qu’une tectonique des plaques était déjà active sur Terre il y a 4 milliards d’années. Leur étude montre que des échantillons archéens présentent une signature typique du phénomène de subduction.

 

Les phénomènes telluriques de notre planète (éruptions volcaniques, séismes...) nous rappellent que la Terre est une planète active. Cette activité est le résultat de son refroidissement par la convection de son manteau, qui se traduit aujourd’hui en surface par les mouvements des plaques tectoniques les unes par rapport aux autres, portées par cette convection.
Mais l’origine temporelle de cette tectonique des plaques reste très débattue au sein de la communauté scientifique. Est ce que la Terre a connu une jeunesse sans tectonique des plaques ? Et si oui, quand celle-ci s’est-elle mise en place ? Ces questions scientifiques majeures sont encore à résoudre.

 

Gneiss d'Acasta, d'où proviennent les échantillons archéens (© Martin Guitreau)

Des fragments des continents les plus anciens préservés jusqu’à aujourd’hui, comme les roches granitoïdes formées à l'archéen il y a entre 3 et 4 milliards d’années, sont des témoins cruciaux des mécanismes à l’œuvre dans les premiers milliards d’années de notre planète. Mais l’absence de traceurs chimiques ou isotopiques empêchait pour l’instant de trancher entre deux hypothèses envisagées pour expliquer l’origine de ces roches primitives : la fusion d’une croute océanique hydratée plongeante dans le manteau terrestre (cette subduction impliquant donc une activité tectonique) ou la fusion en profondeur à la base d’un plateau océanique (sans activité tectonique).

 

Une étude menée par des chercheurs de l’institut de physique du globe de Paris en collaboration avec l’université Clermont Auvergne et deux universités américaines (université de Chicago et université du Maryland) et publiée dans Nature Geoscience le 26 août 2019 a montré que la composition des granitoïdes archéens, et en particulier leurs rapports isotopiques du silicium, sont typiques de la chimie des océans primitifs. Et plus particulièrement des sédiments marins siliceux spécifiques des océans archéens (les cherts). La présence de cette signature isotopique typique dans des magmas mis en place dans la croute terrestre ne peut être expliquée que par la fusion de la croute océanique hydratée plongeante dans le manteau lors d'un processus de subduction.

 

Cette observation permet ainsi de lever les doutes quant à l’origine de ces roches et montre que la Terre présentait déjà une activité de type tectonique des plaques il y a 4 milliards d’années !

 

> Deng et al. An oceanic subduction origin for Archaean granitoids revealed by silicon isotopes.  Nature Geoscience. doi.org/10.1038/s41561-019-0407-6

 

 

Contact : 

Zhengbin Deng, équipe de cosmochimie, astrophysique et géophysique expérimentale

Frédéric Moynier, équipe de cosmochimie, astrophysique et géophysique expérimentale

Marc Chaussidon, équipe de cosmochimie, astrophysique et géophysique expérimentale

Date de publication : 
01 Octobre 2019