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Publié le 31 octobre 2023 10:15:00. Des chercheurs canadiens ont mis au jour dans le nord du Canada des roches datant potentiellement de 4,3 milliards d’années, repoussant ainsi les limites de notre connaissance sur les premiers temps de la Terre et les conditions qui ont pu favoriser l’émergence de la vie.

• Des roches situées dans la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq, au Canada, pourraient être les plus anciens minéraux terrestres connus.
• L’analyse de ces roches, réalisée grâce à des méthodes isotopiques innovantes, suggère un âge compris entre 4,16 et 4,3 milliards d’années.
• Cette découverte offre de nouvelles perspectives sur l’Hadéen, une période tumultueuse de l’histoire de la Terre, et pourrait éclairer la recherche de vie sur d’autres planètes.

Une équipe de l’Université d’Ottawa a annoncé une découverte majeure dans le domaine de la géologie : des formations rocheuses situées dans le nord du Canada pourraient bien être les vestiges les plus anciens de la croûte terrestre. Ces roches, issues de la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq, au Nunavut, présentent un âge estimé entre 4,16 et 4,3 milliards d’années (milliards d’années), ce qui en ferait les minéraux les plus anciens jamais identifiés sur notre planète.

La formation de Nuvvuagittuq, caractérisée par ses roches grises et striées, a déjà fait l’objet d’études antérieures, avec des estimations d’âge s’élevant à au moins 4,16 milliards d’années. Cependant, les nouvelles analyses menées par l’équipe dirigée par Jonathan O’Neil suggèrent que certaines de ces roches pourraient être encore plus anciennes, atteignant potentiellement les 4,3 milliards d’années.

« Les roches volcaniques ont au moins 4,16 milliards d’années, mais je maintiens que son âge le plus probable est 4,30 milliards d’années. Il n’y a pas d’autre roche connue aussi ancienne »,

Jonathan O’Neil, Université d’Ottawa

Cette évaluation, publiée dans la revue scientifique Science, place Nuvvuagittuq au centre des recherches visant à reconstituer l’enfance géologique de la Terre. Déterminer l’âge de roches aussi anciennes représente un défi scientifique considérable. La méthode classique repose sur l’analyse du zirconium, un minéral particulièrement stable sur des milliards d’années. Or, les roches volcaniques de Nuvvuagittuq sont dépourvues de zirconium, obligeant les chercheurs à recourir à des techniques alternatives.

L’équipe d’O’Neil a donc utilisé la désintégration du samarium en néodyme, en s’appuyant sur deux horloges isotopiques distinctes. Le samarium-146 se désintègre en néodyme-142 avec une demi-vie d’environ 96 millions d’années, tandis que le samarium-147 évolue vers le néodyme-143 avec une demi-vie de plusieurs milliards d’années. Cette différence de rythme introduit une certaine complexité, car l’horloge la plus longue est susceptible d’être perturbée par des événements tectoniques ou métamorphiques ultérieurs.

« Tout échauffement ou métamorphisme après 4 milliards d’années n’affectera pas l’horloge courte, mais peut réinitialiser la longue et générer des différences d’âge apparentes. La clé était de séparer les effets post-magmatiques du signal primitif. »

Jonathan O’Neil, Université d’Ottawa

Pour résoudre cette divergence, les chercheurs sont retournés sur le terrain et ont étudié les zones où le magma du manteau terrestre avait infiltré la croûte primitive. Ces intrusions, plus récentes que les roches environnantes, ont servi de point de référence pour déterminer un âge minimum. Dans ces secteurs clés, les deux horloges isotopiques ont convergé vers la même valeur : 4,16 milliards d’années. Cette concordance entre des méthodes indépendantes renforce la validité des résultats.

Ces roches datent de l’Hadéen, une période durant laquelle la Terre est passée d’une sphère de lave en fusion à une planète dotée d’une surface solide, parsemée de poches de roche. C’était une époque marquée par des impacts météoritiques fréquents et violents, notamment la collision avec Théia, un corps céleste dont l’impact aurait donné naissance à la Lune. La tectonique des plaques, telle que nous la connaissons aujourd’hui, n’est apparue que bien plus tard, vers 3,80 milliards d’années.

Certaines des lithologies (types de roches) de Nuvvuagittuq semblent s’être formées par précipitation à partir de l’eau de mer, ce qui fournit des indices précieux sur la composition chimique des premiers océans. Elles pourraient également receler des informations sur la température de l’atmosphère primitive et, potentiellement, sur les premiers signes de vie. Les traces biologiques les plus anciennes largement acceptées datent d’environ 3,70 milliards d’années, ce qui suggère que les dépôts de Nuvvuagittuq pourraient représenter le socle sur lequel la vie a pu émerger.

Confirmer ces âges non seulement réécrira les manuels de géologie, mais offrira également un cadre pour la recherche de vie au-delà de la Terre. Comprendre les conditions qui régnaient sur la Terre à l’époque de l’Hadéen pourrait guider les missions vers Mars et les lunes glacées, où des environnements analogues pourraient exister. De plus, l’approche combinée de terrain et de géochronologie isotopique démontre qu’il est possible de contourner l’absence de zircons, une méthodologie qui pourrait être appliquée à d’autres provinces archaïques présentant des histoires thermiques complexes.

• Formation de la Terre : 4,57 milliards d’années.
• Nuvvuagittuq (estimation haute) : 4,30 milliards d’années.
• Nuvvuagittuq (estimation basse) : 4,16 milliards d’années.
• Début probable de la tectonique des plaques : 3,80 milliards d’années.
• Premiers signes de vie connue : 3,70 milliards d’années.

Ces roches canadiennes sont bien plus qu’une simple curiosité scientifique. Elles sont des pages lisibles du plus ancien livre de la Terre. Chaque sillon et chaque signature isotopique nous ramène à une époque lointaine, où la planète cherchait encore son équilibre. À chaque nouvel échantillon et chaque horloge isotopique affinée, l’histoire devient plus précise et l’origine de notre monde moins obscure.