Les scientifiques dirigés par Michael Ackerson, un géologue de recherche au Musée national d’histoire naturelle du Smithsonian, fournissent de nouvelles preuves que la tectonique des plaques moderne, une caractéristique déterminante de la Terre et sa capacité special à soutenir la vie, est apparue il y a approximativement 3,6 milliards d’années.



La Terre est la seule planète connue pour héberger une vie complexe et cette capacité repose en partie sur une autre caractéristique qui rend la planète one of a kind : la tectonique des plaques. Aucun autre corps planétaire connu de la science n’a la croûte dynamique de la Terre, qui est divisée en plaques continentales qui se déplacent, se fracturent et se heurtent les unes aux autres au cours des éons. La tectonique des plaques permet une connexion entre le réacteur chimique de l’intérieur de la Terre et sa surface qui a façonné la planète habitable dont les gens jouissent aujourd’hui, de l’oxygène dans l’atmosphère aux concentrations de dioxyde de carbone régulant le climat. Mais quand et comment la tectonique des plaques a commencé est restée mystérieuse, enfouie sous des milliards d’années de temps géologique.

L’étude, publiée le 14 mai dans la revue Geochemical Perspectives Letters, utilise des zircons, les minéraux les in addition anciens jamais trouvés sur Terre, pour revenir sur le passé antique de la planète.



Le in addition ancien des zircons de l’étude, qui provenait des Jack Hills de l’Australie-Occidentale, avait environ 4,3 milliards d’années – ce qui signifie que ces minéraux presque indestructibles se sont formés lorsque la Terre elle-même en était à ses balbutiements, seulement approximativement 200 tens of millions d’années. Avec d’autres zircons anciens collectés dans les Jack Hills couvrant la première histoire de la Terre il y a jusqu’à 3 milliards d’années, ces minéraux fournissent ce que les chercheurs ont de as well as proche d’un enregistrement chimique continu du monde naissant.

Les anciens zircons des Jack Hills de l'ouest de l'Australie affinent la day d'un événement vital pour rendre la planète hospitalière à la vie

« Nous reconstruisons la façon dont la Terre est passée d’une boule fondue de roche et de métal à ce que nous avons aujourd’hui », a déclaré Ackerson. « Aucune des autres planètes n’a de continents ou d’océans liquides ou de vie. D’une certaine manière, nous essayons de répondre à la concern de savoir pourquoi la Terre est one of a kind, et nous pouvons y répondre dans une certaine mesure avec ces zircons. »

Pour regarder des milliards d’années dans le passé de la Terre, Ackerson et l’équipe de recherche ont collecté 15 roches de la taille d’un pamplemousse dans les Jack Hills et les ont réduites en leurs moreover petites functions constituantes – des minéraux – en les broyant en sable avec une device appelée tamia. Heureusement, les zircons sont très denses, ce qui les rend relativement faciles à séparer du reste du sable en utilisant une system similaire à l’orpaillage.

L’équipe a testé furthermore de 3500 zircons, chacun ne dépassant que quelques cheveux humains, en les dynamitant avec un laser, puis en mesurant leur composition chimique avec un spectromètre de masse. Ces tests ont révélé l’âge et la chimie sous-jacente de chaque zircon. Sur les milliers testés, environ 200 étaient aptes à être étudiés en raison des ravages des milliards d’années que ces minéraux ont endurés depuis leur création.

« Déverrouiller les techniques contenus dans ces minéraux n’est pas une tâche facile », a déclaré Ackerson. « Nous avons analysé des milliers de ces cristaux pour trouver une poignée de factors de données utiles, mais chaque échantillon a le potentiel de nous dire quelque selected de complètement nouveau et de remodeler la façon dont nous comprenons les origines de notre planète. »

L’âge d’un zircon peut être déterminé avec une grande précision vehicle chacun contient de l’uranium. La fameuse mother nature radioactive de l’uranium et son taux de désintégration bien quantifié permettent aux scientifiques de procéder à une rétro-ingénierie de la durée d’existence du minéral.

La teneur en aluminium de chaque zircon intéressait également l’équipe de recherche. Les assessments sur les zircons modernes montrent que les zircons à haute teneur en aluminium ne peuvent être produits que d’un nombre limité de façons, ce qui permet aux chercheurs d’utiliser la présence d’aluminium pour déduire ce qui aurait pu se passer, géologiquement parlant, au second de la development du zircon.

Après avoir analysé les résultats des centaines de zircons utiles parmi les milliers testés, Ackerson et ses co-auteurs ont déchiffré une augmentation marquée des concentrations d’aluminium il y a environ 3,6 milliards d’années.

« Ce changement de composition marque probablement le début de la tectonique des plaques de model moderne et pourrait potentiellement signaler l’émergence de la vie sur Terre », a déclaré Ackerson. « Mais nous devrons faire beaucoup plus de recherches pour déterminer les liens de ce changement géologique avec les origines de la vie. »

La ligne de déduction qui relie les zircons à haute teneur en aluminium à l’apparition d’une croûte dynamique avec la tectonique des plaques va comme fit : l’une des rares façons de previous des zircons à haute teneur en aluminium est de faire fondre des roches furthermore profondément sous la surface de la Terre.

« Il est vraiment difficile de faire entrer l’aluminium dans les zircons en raison de leurs liaisons chimiques », a déclaré Ackerson. « Vous devez avoir des circumstances géologiques assez extrêmes. »

Ackerson explique que ce signe que les roches fondaient as well as profondément sous la surface area de la Terre signifiait que la croûte de la planète devenait as well as épaisse et commençait à se refroidir, et que cet épaississement de la croûte terrestre était un signe que la changeover vers la tectonique des plaques moderne était en cours.

Des recherches antérieures sur le gneiss Acasta vieux de 4 milliards d’années dans le nord du Canada suggèrent également que la croûte terrestre s’épaississait et provoquait la fonte des roches as well as profondément dans la planète.

« Les résultats de l’Acasta Gneiss nous donnent plus de confiance dans notre interprétation des zircons de Jack Hills », a déclaré Ackerson. « Aujourd’hui, ces endroits sont séparés par des milliers de kilomètres, mais ils nous racontent une histoire assez cohérente, à savoir qu’il y a approximativement 3,6 milliards d’années, quelque chose d’important au niveau mondial se passait. »

Ce travail fait partie de la nouvelle initiative du musée appelée Our Special Planet, un partenariat public-privé, qui soutient la recherche sur certaines des inquiries les plus durables et les additionally importantes sur ce qui rend la Terre spéciale. D’autres recherches porteront sur la resource des océans liquides de la Terre et sur la manière dont les minéraux peuvent avoir contribué à déclencher la vie.

Ackerson a déclaré qu’il espérait suivre ces résultats en recherchant des traces de vie dans les anciens zircons de Jack Hills et en examinant d’autres formations rocheuses extrêmement anciennes pour voir si elles montrent aussi des signes de l’épaississement de la croûte terrestre il y a environ 3,6 milliards d’années.

Le financement et le soutien de cette recherche ont été fournis par le Smithsonian et la National Aeronautics and House Administration (NASA).