Tracer l’arbre généalogique du Bouclier canadien : des chercheurs contribuent à résoudre l’énigme de la formation des plus anciens continents

Publié le jeudi 16 mars 2017

The many generations and mixing relationships of ancient crust along the eastern shores of Hudson’s Bay / Les nombreuses générations et le mélange de croûtes terrestres anciennes le long des berges de l'Est de la Baie d'Hudson

Photo gracieuseté de Rick Carlson

Certains seront peut-être surpris d’apprendre que la croûte terrestre que nous connaissons aujourd’hui – cette couche de 10 à 40 km d’épaisseur qui sépare les villes, les océans et la masse terrestre du manteau et du noyau de la Terre – n’est pas la « première » croûte à avoir enveloppé notre planète. Peu après la formation de celle-ci, il y a de cela des milliards d’années, une autre croûte recouvrait la Terre, formant les « ancêtres » des continents que l’on connaît aujourd’hui.

Malgré cette certitude, un mystère persistait. On estime que les cratons, les plus anciennes régions de nos continents, auraient pour la plupart pris forme il y a environ 2,7 milliards d’années. Comme la Terre serait née il y a plus de 4,5 milliards d’années, il subsistait un important écart entre sa formation et l’apparition des premiers continents que l’on connaît.

Des chercheurs de l’Université d’Ottawa et de la Carnegie Institution for Science se sont intéressés à d’anciennes roches crustales dans un craton de l’ère archéenne, situé au nord du Québec. Et comme le révèle leur étude publiée aujourd’hui dans la revue Science, ils y ont découvert les vestiges d’une croûte primordiale encore plus ancienne.

« La croûte de la Terre refond et se “recycle” constamment, ce qui efface les traces de ses origines. Nous savions que la formation du craton au nord du Québec résultait d’une fusion partielle  d’une croûte plus ancienne, mais pour la première fois, nous avons des indications claires de l’âge et de la nature de ce précurseur », explique Jonathan O’Neil, principal auteur de l’étude et chercheur au Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université d’Ottawa. « Notre étude révèle que la croûte terrestre primordiale qui a contribué à la formation du craton était en fait âgée de plus de 4,2 milliards d’années et que sa composition s’apparentait à celle d’une croûte océanique, très différente d’une croûte continentale. »

L’équipe a analysé les isotopes de néodyme (Nd), un élément présent dans les roches recueillies dans le craton de 2,7 milliards d’années; celui-ci, appelé craton du Supérieur, est situé dans une section que l’on croit constituer le noyau de l’est du Bouclier canadien. La fenêtre de production de l’un des isotopes de néodyme, le Nd-142, se limite aux 500 premiers millions d’années de notre planète, il y a de cela plus de 4 milliards d’années. Les chercheurs ont constaté que la concentration de Nd-142 dans les roches prélevées du craton diffère des roches terrestres « normales », un indice qui révèle l’âge vénérable de la croûte initiale.

La découverte de l’équipe lève le voile sur des données essentielles pour comprendre la formation des premiers continents et contribue à combler un vide de 1,5 milliard d’années d’histoire géologique de la croûte terrestre. « Nous croyons que la ceinture de Nuvvuagittuq constitue une fraction de croûte océanique qui pourrait dater de 4,3 milliards d’années. En raison de son âge et de sa composition, il s’agirait effectivement d’un vestige de cette croûte primordiale. La refonte ou le recyclage de cet ancêtre crustal primitif est à l’origine des plus jeunes roches du craton archéen, formant le noyau de cette partie du continent nord-américain autour duquel notre continent a grandi et s’est stabilisé », poursuit le chercheur.

L’étude suggère également que la croûte primordiale d’apparence océanique identifiée par les chercheurs a survécu pendant près de 1,5 milliard d’années avant d’être recyclée, ce qui jette une lumière nouvelle sur la géodynamique des débuts de la Terre. 

Lire l’article dans la revue Science

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