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Aarde

Afrikaanse rotsen onthullen de geschiedenis van de continenten

Christian Du Brulle

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Lave basaltique silicifiée de 3.47 milliards d’années dont l’entière silicification a préservé les structures en coussins de forme arrondies résultant de l’ émission sous-marine de la lave. (Barberton, Afrique du Sud, courtesy of A. Hofmann and A. Wilson)

Un spectromètre de masse à source plasma financé par le F.R.S.-FNRS dans le cadre de son programme « Grands équipements-infrastructure de recherche » vient de permettre à un chercheur bruxellois (Université Libre de Bruxelles et Musée Royal de l’Afrique centrale) de calculer avec une grande précision la composition isotopique des roches les plus anciennes connues sur Terre: des basaltes âgés de 3,7 milliards d’années.

« Nous avons étudié les roches les plus anciennes connues sur Terre », indique le Pr André, qui dirige également le Département des Sciences de la Terre au Musée royal de l’Afrique Centrale. « Elles proviennent d’Afrique du Sud. Nous y avons mesuré pour la première fois avec grande précision leur composition isotopique en silicium. Nous avons ainsi pu observer que ces roches contenaient une quantité anormalement élevée de l’isotope 30 du silicium ».
Un cocktail à base de magma et d’océan primitif

Pour le scientifique belge, et ses collègues australiens et sud-africains, qui ont travaillé avec lui sur ces éléments, cette abondance anormale de l’isotope lourd du silicium expliquerait pourquoi il existe aujourd’hui sur Terre des continents, et pourquoi, sur la planète Mars ceux-ci sont absents. Il s’agit de la rencontre entre le magma planétaire et l’eau qui recouvre (et recouvrait jadis pour Mars) ces planètes.

Lave basaltique silicifiée de 3.41 milliards d’années dont les formes en coussins caractéristiques de l’émission sous-marine ont été aplaties lors de la déformation de la roche après silicification. Les zones gris-bleues sont formées de silice (SiO2) pure.
(Nondweni, Afrique du Sud, courtesy of A. Hofmann and A. Wilson)

L’essentiel du volume de la croûte continentale qui constitue aujourd’hui les continents s’est formé il y a plus de 3 milliards d’années. Les chercheurs soupçonnaient que le facteur déclencheur de la croissance des continents pouvait être la présence de l’eau sur Terre : au contact de l’océan primitif, les roches produites par la fusion du manteau engendreraient des basaltes hydratés, qui fondraient à leur tour pour produire la croûte continentale.

« Ce modèle se heurtait cependant à une difficulté majeure : lors de leur transport en profondeur, les basaltes hydratés perdent progressivement leur eau avant de fondre », rapporte l’ULB dans un communiqué. « Comment dès lors expliquer leur fusion et la formation de la croûte continentale ? »

Mars a perdu trop tôt les eaux

« Tout simplement parce que nous n’avions pas encore compris que lors de leur contact avec l’océan primitif, ces basaltes se chargeaient aussi en silicium », précise le Pr André. « L’océan primitif en était très riche. L’enrichissement en silicium des basaltes hydratés au contact de l’océan primitif de la Terre leur conférait une nouvelle qualité. Il permettait à ces basaltes hydratés et silicatés de fondre à une température sensiblement plus basse que les basaltes hydratés (et non silicatés). C’est ce phénomène qui a permis de donner naissance à la croûte continentale ».

« Sur Mars, la disparition précoce de l’océan, il y a 4 milliards d’années, aurait par contre empêché cette silicification, ce qui expliquerait l’absence de continents sur Mars »,  précise le chercheur.

 

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