la genese chaotique des continents

[canardos]

dans le journal du CNRS:

[center]La genèse chaotique des continents[/center]

Une équipe du CNRS vient de dater les plus anciens minéraux de la Terre (1), des zircons découverts récemment en Australie. Leur conclusion ? Le premier continent serait apparu au moins 500 millions d'années plus tôt que ce que l'on pensait !

Tout a commencé début 2004. Un chercheur australien, Mark Harrison, invite Janne Blichert-Toft, de l'école normale supérieure de Lyon, à l'Université nationale de Canberra. Sur place, la géochimiste participe à une collecte d'un autre temps : des zircons, ces faux diamants qui sont aussi les plus anciens minéraux de la Terre, ont été découverts à l'Ouest du continent, dans les sédiments de Jack Hills, l'un des derniers bastions de l'industrie minière. À l'aide d'une sonde ionique, Mark Harrison a déjà réalisé in situ la datation des minéraux. « Sur les 70 000 zircons datés, 2 000 étaient âgés de plus de 4 milliards d'années », explique Janne Blichert-Toft. Quatre milliards d'années : c'était l'âge sombre de la Terre, celui dont on ne savait rien. Et certains zircons affichaient même jusqu'à 4,4 milliards d'années ! Des résultats qui ont surpris la communauté scientifique : « Faute de vestiges plus anciens, les géologues ont longtemps pensé que les continents étaient apparus il y a 3,8 milliards d'années. » Cela correspond à l'âge des plus vieilles roches connues jusqu'alors et découvertes à l'Ouest du Groenland.

Les zircons résistent très bien au temps et constituent ainsi les plus fidèles témoins du passé géologique de la planète. Très lourds, composés de zirconium, de silice et d'oxygène, ils se forment essentiellement dans les roches granitiques. En les datant, on parvient aisément à estimer l'âge des granites qui les hébergeaient et ont pour leur part disparu. Une question se posait encore avant de remonter le cours du temps : celle de l'origine des zircons les plus anciens. Pour identifier qui de la croûte ou du manteau avait donné naissance à ces microminéraux, il fallait aller plus loin. Évaluer les quantités d'hafnium et de lutécium contenues dans les zircons et en mesurer le rapport. On le sait, ce rapport était équilibré avant la différenciation du magma. Mais sitôt les premiers balbutiements de la convexion, chacun a adopté un comportement singulier, l'hafnium privilégiant la croûte, et le lutécium, le manteau. Un déséquilibre en hafnium apporterait donc la preuve de l'existence précoce d'une croûte terrestre. En croisant ces données avec l'âge du plus ancien zircon, les chercheurs parviendraient donc à estimer l'âge du premier continent.

Pour cela, Mark Harrison fait alors appel au savoir-faire de l'ENS de Lyon, qui dispose du premier spectromètre de masse à source de plasma. Un outil d'analyse unique développé pour la méthode lutécium-hafnium précisément par Janne Blichert-Toft et dont la puissance a été adaptée à la petite taille des zircons australiens – 5 à 10 micromètres – et à leur caractère très réfractaire. La collaboration est lancée. De retour en France, Janne Blichert-Toft et son équipe procèdent à la purification chimique et à l'analyse des minéraux les plus anciens. Résultat ? « Ce zircon “déséquilibré” a environ 4,3 milliards d'années ! », lance non sans exaltation Janne Blichert-Toft.

Les premiers continents se seraient donc formés quelques centaines de millions d'années seulement après la naissance de la Terre, estimée quant à elle à 4,56 milliards d'années. Mais la violence du milieu a empêché la mise en place immédiate d'un système stable et pérenne. La jeune croûte a disparu. « Des morceaux ont plongé dans le manteau et ont été recyclés pour donner naissance à de nouvelles roches granitiques. » Une fois encore, ce sont les rapports en hafnium et lutécium qui en témoignent : ils sont chaotiques, irréguliers, jusqu'au moment où le système trouve enfin son rythme. Où les continents entament leur progression régulière, où ce rapport augmente graduellement et signe la naissance de la tectonique des plaques que nous connaissons aujourd'hui. C'était il y a plus de 3,8 milliards d'années. Reste à savoir quand, précisément. Les résultats sont attendus prochainement.

Séverine Duparcq

1. Résultats publiés dans Science, 23 décembre 2005, vol. 310, n° 5756, pp. 1914-1915.