La tectonique des plaques existerait depuis bien plus de 800 millions d’années, article de Laurent Sacco sur Futura Sciences du 18 décembre 2015.

le 19 décembre 2015 par Sylvie

De quand date le début de la tectonique des plaques ? Certains géo-dynamiciens lui donnaient 800 millions d’années mais la réponse à cette question reste controversée. Une nouvelle analyse des conditions de formation de certaines roches métamorphiques, les schistes bleus, laisse maintenant penser que cette tectonique pourrait dater d’un milliard d’années, voire plus.

En étudiant des schistes bleus, des géodynamiciens en avaient conclu que l'âge du démarrage de la tectonique des plaques était de 800 millions d'années. Aujourd'hui, un verrou vient de sauter : le phénomène aurait pu exister avant. Sur la photo, les roches du Lavoir, sur l'île de Groix, en Bretagne. © Christian Nicollet

En étudiant des schistes bleus, des géodynamiciens en avaient conclu que l’âge du démarrage de la tectonique des plaques était de 800 millions d’années. Aujourd’hui, un verrou vient de sauter : le phénomène aurait pu exister avant. Sur la photo, les roches du Lavoir, sur l’île de Groix, en Bretagne. © Christian Nicollet

Dans les années 1960, l’adoption de la théorie de la dérive des continents, et finalement de la théorie de la tectonique des plaques qui en est sa forme moderne, a constitué un changement de paradigme important pour la communauté des géosciences. Ce ne fut pas sans de multiples résistances, jusqu’au début des années 1970. Le volcanologue Haroun Tazieff et ses collègues explorant la fameuse dépression de l’Afar, en Afrique de l’Est, y découvrirent un rift océanique exondé et contribuèrent à cette révolution des sciences de la Terre. En effet, dans cette région du globe, il est possible de voir et mesurer l’expansion des océans et la fabrication d’une nouvelle croûte océanique. Cependant, la surface de la Terre étant finie, il faut nécessairement que de la croûte océanique disparaisse quelque part.

La clé de l’énigme est facile à trouver : il se produit des phénomènes dit de subduction, c’est-à-dire le plongement d’une plaque océanique sous une autre, par exemple continentale. Or cette subduction s’accompagne de processus de transformation des roches qui font partie de ce que l’on appelle le métamorphisme. En l’occurrence, du basalte de plaque océanique qui plonge dans le manteau va subir des augmentations de pression et de température. Lorsque ces dernières sont respectivement hautes et basse, le basalte voit sa composition minéralogique changer ; il se forme alors des schistes bleus. Il s’agit de roches métamorphiques caractérisées par la présence de glaucophane (couleur bleue) et de micas blancs.

Dans la dépression de l’Afar, dans la corne de l’Afrique, une expédition scientifique fait route pour étudier le volcan Erta Alé. Dans cette interview, le volcanologue Haroun Tazieff évoque son expédition et l’activité volcanique. Un témoignage accompagné d’images d’illustration de l’expédition sur le volcan, de son équipe au travail, des archives des films Etna 71 et de son expédition dans l’Afar. © INA, ORTF

Des schistes utilisés comme marqueur de la subduction

Les mouvements tectoniques font que certaines de ces roches caractéristiques d’une subduction d’une plaque océanique sous une plaque continentale peuvent se retrouver à la surface de la Terre. Il est ainsi possible de trouver de très beaux affleurements de ces roches, par exemple sur l’île de Groix, en Bretagne. Ces affleurements nous permettent de collecter des échantillons qui peuvent être datés. Surprise : on ne trouve pas de schistes bleus dont l’âge est supérieur à 800 millions d’années environ. Des géodynamiciens en avaient conclu que c’était là l’âge du démarrage de la tectonique des plaques.

Malheureusement, cela n’est pas sans poser problème car d’autres indications laissent entendre que la tectonique des plaques existe sur Terre depuis des milliards d’années (pendant l’Archéen et peut-être même l’Hadéen). Cette tectonique devait être différente d’aujourd’hui, avec un plus grand nombre de plaques se déplaçant plus rapidement car le manteau de notre planète était plus chaud et plus convectif.

Heureusement, un article récemment publié dans Nature Geoscience par des chercheurs de l’université Johannes Gutenberg de Mayence, en Allemagne, a semble-t-il levé la contradiction grâce à un modèle géochimique. Un manteau plus chaud signifie aussi que la composition de la croûte océanique était différente il y a plus d’un milliard d’années : elle était plus riche en oxyde de magnésium. D’après ce modèle, la subduction d’une telle croûte ne produit pas de schistes bleus mais bien de schistes verts, que l’on associe aujourd’hui à du métamorphisme se produisant dans des conditions de basses pression et température.

Le manque de schistes bleus dans les roches anciennes n’est pas incompatible avec une subduction. Un verrou a donc sauté qui nous empêchait d’admettre que la tectonique des plaques était déjà active il y a 3,8 à 4 milliards d’années.

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