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De minuscules cristaux découverts en Afrique du Sud contiennent des preuves d’une transition soudaine à la surface de la planète il y a 3,8 milliards d’années.
Ces cristaux, chacun pas plus gros qu’un grain de sable, montrent qu’à cette époque, Terrela croûte s’est brisée et a commencé à se déplacer – un précurseur du processus connu sous le nom de tectonique des plaques.
Les résultats offrent des indices sur l’évolution de la Terre en tant que planète et pourraient aider à répondre aux questions sur les liens potentiels entre tectonique plate et l’évolution de la vie, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Nadja Drabon, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l’Université Harvard.
« La Terre est la seule planète qui a la vie ; La Terre est la seule planète qui a la tectonique des plaques », a déclaré Drabon à WordsSideKick-Live Science.
Moteur de la vie
De nos jours, des morceaux de croûte rigide flottent sur un océan visqueux et chaud de magma dans le manteau, la couche intermédiaire de la Terre. Ces morceaux de croûte se broient les uns contre les autres, plongent les uns sous les autres dans ce qu’on appelle des zones de subduction et se poussent les uns les autres, créant des montagnes et des dorsales océaniques, forgeant Volcans et déclenchant les tremblements de terre qui secouent régulièrement la planète. L’enfoncement des plaques tectoniques produit également de nouvelles roches dans les zones de subduction, qui interagissent avec l’atmosphère pour aspirer Carbone dioxyde. Ce processus rend l’atmosphère plus hospitalière pour la vie et maintient le climat plus stable, a déclaré Drabon.
Mais les choses n’ont pas toujours été ainsi. Lorsque la Terre était jeune et chaude, pendant l’éon hadéen (il y a 4,6 milliards à 4 milliards d’années), la planète a d’abord été recouverte d’un océan de magma puis, à mesure que la planète se refroidissait, d’une surface rocheuse solide.
Le moment exact où cette surface s’est fissurée et des morceaux ont commencé à bouger a fait l’objet de vifs débats. Certaines études estiment que la tectonique des plaques a commencé il y a seulement 800 millions d’années, tandis que d’autres suggèrent que ce système a au moins 2 milliards d’années. Live Science précédemment rapporté.
Mais parce que la planète recycle constamment sa croûte dans le manteau, il n’y a presque pas de roches anciennes à la surface pour aider à régler le débat. Avant cette étude, « les roches qui sont comprises entre 2,5 [billion] et 4 milliards d’années ne représentent que 5% des roches à la surface », a déclaré Drabon. « Et avant 4 milliards d’années, il n’y a pas de roches préservées. »
Transition soudaine
Cela a changé en 2018, lorsque Drabon et ses collègues ont découvert des cristaux de zircon dans le lit de grès vert d’Afrique du Sud, dans la chaîne de montagnes Barberton Greenstone. L’équipe a trouvé 33 zircons, âgés de 4,1 à 3,3 milliards d’années.
Dans la nouvelle étude, publiée le 21 avril dans la revue Avancées de l’AGU, l’équipe a analysé différents isotopes, ou variantes d’éléments avec différents nombres de neutrons, dans ces anciens zircons, ainsi que dans de nombreux zircons d’autres temps et lieux sur Terre.
Dans les isotopes, les scientifiques ont trouvé des preuves d’une transition soudaine vers la tectonique des plaques primitive datant d’environ 3,8 milliards d’années. Cette découverte suggère qu’à ce moment-là, dans au moins un endroit de la planète, une simple forme de subduction avait commencé. Que cela se produise ou non à l’échelle mondiale est encore indéterminé, et il est probable que le « moteur vraiment efficace de plaques se déplaçant les unes contre les autres » qui existe aujourd’hui n’ait pas encore émergé, a déclaré Drabon.
Analyse isotopique d’éléments tels que l’oxygène, le niobium et uranium a également montré que les roches de la surface retenaient l’eau il y a 3,8 milliards d’années, suggérant que les zircons étaient autrefois enfermés dans la croûte océanique enfouie dans un fond marin primitif. Et l’extrapolation à partir des premiers échantillons, datant d’il y a 4,1 milliards d’années, suggère que la planète avait une croûte solide il y a au moins 4,2 milliards d’années, a déclaré Drabon.
Cela signifierait que la mer de magma de la Terre n’a persisté que jusqu’à la fin de l’Hadéen. Auparavant, « les gens pensaient que la Terre était juste recouverte par un océan de magma jusqu’à il y a 3,6 milliards d’années », a déclaré Drabon.
La nouvelle étude suggère que l’océan de lave fondue de la Terre a existé pendant au plus quelques centaines de millions d’années avant la formation de la croûte solide, a-t-elle ajouté.
Qu’est-ce qui a déclenché cette transition ? Une théorie est que la tectonique des plaques a simplement émergé une fois que la Terre s’est suffisamment refroidie, a-t-elle déclaré. Il est également possible que, comme une cuillère à dessert craquant le dessus croustillant d’une crème brûlée, d’énormes roches spatiales aient percuté la Terre et brisé sa croûte.
AnotheLa question intrigante porte sur la question de savoir si la transition de la Terre vers la tectonique des plaques précoce a contribué à l’évolution de la vie, a ajouté Drabon.
Alors que fossile précoce les preuves de la vie sur Terre remontent à environ 3,5 milliards d’années, les signatures chimiques des processus biologiques, trouvées dans le rapport des isotopes du carbone, sont encore plus anciennes. Certains peuvent être trouvés il y a 3,8 milliards d’années – à peu près au même moment où la tectonique des plaques précoce est apparue, a déclaré Drabon.
Publié à l’origine sur Live Science.
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