La toute première croûte terrestre ne ressemblait pas aux continents modernes

La composition chimique des zircons Hadéens, qui sont les plus anciens minéraux terrestres (4.4-4.0 milliards d’années), semblait indiquer que la croûte primitive possédait une composition granitique proche de celle de la croûte continentale moderne. Cependant, cette composition pourrait plutôt refléter leur formation à la toute fin du processus de cristallisation de magmas plus typiques de la croûte Archéenne (4.0-2.5 milliards d’années) dont l’origine n’implique pas nécessairement l’existence de la tectonique des plaques telle qu’on la connaît aujourd’hui.

Le développement d’une croûte primitive riche en silice a permis l’avènement de conditions favorables à l’apparition de la vie sur Terre, mais son origine est débattue car elle a été en grande partie détruite par les processus géologiques ultérieurs. Les seules reliques de cette croûte primitive sont ainsi des zircons détritiques d’âge Hadéen (de 4.4 à 4.0 milliards d’années) retrouvés dans des sédiments plus récents à Jack Hills, en Australie. La composition chimique de ces zircons indique qu’ils ont cristallisé dans un liquide magmatique de composition granitique. Les granites étant les roches les plus typiques de la croûte continentale récente, ceci était jusqu’à présent considéré comme indiquant l’existence de processus comparables à la tectonique des plaques actuelle.

Une étude menée par des chercheurs des laboratoires Géosciences Environnement Toulouse (GET/OMP) et Magmas et Volcans (LMV, Clermont-Ferrand/Saint-Étienne) a remis en question cette conclusion. Les zircons provenant de roches magmatiques les plus communes de l’éon Archéen (âgées de 4.0 à 2.5 milliards d’années), qui ne sont pas des granites et appartiennent à la suite dite TTG (Tonalite-Trondhjémite-Granodiorite), présentent des compositions chimiques homogènes à l’échelle globale et surtout identiques à celles des zircons Hadéens de Jack Hills. Un modèle thermodynamique a permis d’expliquer cette observation, démontrant que le processus de cristallisation des TTG aboutissait à un liquide résiduel de composition granitique dans lequel ces zircons se forment. Même si les zircons Hadéens ont bien cristallisé à partir d’un liquide granitique, il s’avère donc que cette composition n’était pas forcément représentative de la croûte primitive dans son ensemble. Celle-ci a pu au contraire ressembler aux TTG archéennes, dont l’origine n’implique pas nécessairement la tectonique des plaques telle qu’on la connaît aujourd’hui.

Séquence de cristallisation dans des TTG (Tonalite – Trondhjémite – Granodiorite) d’environ 3.5 milliards d’années en Afrique du Sud ; les zircons se sont formés dans le dernier liquide résiduel, granitique mais non représentatif de la roche entière.© GET/CNRS

 

Référence bibliographique

Laurent, O., Moyen, J.-F., Wotzlaw, J.-F., Björnsen, J., Bachmann, O. (2021) Early Earth zircons formed in residual granitic melts produced by tonalite differentiation. Geology, DOI: 10.1130/G49232.1

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Source actualité : CNRS-INSU

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