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Des signes de l’existence de la tectonique des plaques sur Terre depuis des milliards d’années étaient déjà connus. Mais aucune preuve n’avait été apportée que des subductions semblables à celles que nous observons aujourd’hui, étaient en place il y a plus de 900 millions d’années. Un article publié dans Nature Geoscience montre que tel était bien le cas il y a au moins 2 milliards d’années.
La théorie de la tectonique des plaques est banale et évidente pour nous aujourd’hui. Pourtant, ce n’était pas encore le cas lorsque Maurice et Katia Krafft ont entrepris d’étudier la géologie au milieu des années 1960 et il a fallu l’œuvre de pionniers comme Haroun Tazieff et Jean Francheteau pour qu’elle s’impose dans le monde des géosciences. Il est probablement juste de dire qu’une partie des raisons qui ont fait qu’elle est devenue le paradigme de la géologie est son rôle en tant qu’outil pour la prospection minière.
On sait ainsi que des gisements se forment dans des conditions bien particulières associées à des zones de subductions. En outre, si un grand fleuve a charrié des diamants sur des centaines de kilomètres au moment où un paléocontinent existait, il suffit de chercher, sur les deux continents aujourd’hui séparés, les terrains correspondants au cours passé de ce fleuve pour découvrir de nouvelles zones d’exploitations.
Suivant une logique similaire, un groupe international de chercheurs, impliquant des chercheurs du Burkina Faso, s’est intéressé aux roches des bassins aurifères de l’Afrique de l’Ouest. Elles font partie de formations géologiques riches en minerais divers qui s’étendent sur plusieurs centaines de kilomètres depuis le Sénégal oriental jusqu’au Niger occidental et qui sont âgées d’au moins 2 milliards d’années. Ces bassins sont constitués de roches volcaniques et sédimentaires métamorphisées, à l’aspect vert. C’est pourquoi d’ailleurs on en parle comme des « roches vertes ».



Le lac de lave du Nyiragongo est un bon exemple où l'on peut voir un modèle de la tectonique des plaques en réduction et en accéléré. On peut voir ainsi l'ouverture des océans au niveau des dorsales océaniques et des plaques en collision avec l'une plongeant sous l'autre, ce qu'on appelle la subduction. © vulkanechris-YouTube

Les chercheurs ont étudié de plus près ces roches afin de savoir dans quelles conditions de subduction elles se sont formées. En plus de donner des renseignements sur l’histoire passée de la Terre, comprendre les mécanismes de formation des gisements miniers en rapport avec ces conditions est une clé pour chercher ailleurs d’autres gisements. Il suffit alors de trouver des zones avec des roches similaires pour avoir de fortes chances de découvrir une nouvelle mine à exploiter.

Des gradients thermiques caractéristiques

Comme l’expliquent les chercheurs dans un article de Nature Geoscience, un couple de minéraux en particulier (chlorite et phengite) leur a permis de déterminer les conditions de pression et de température de formation de ces roches. Ils ont donc fait de la thermobarométrie en utilisant les réactions d’équilibre de ces minéraux. Ces thermobaromètres ont été bavards, indiquant que ces roches vertes métamorphiques, qui se sont mises en place il y a 2,2 à 2 milliards d’années, ont subi des gradients thermiques très variables compris entre 10 et 50 °C/km.

Il s’agit précisément des conditions que l’on trouve dans les roches se formant depuis quelques centaines de millions d’années aux frontières de plaques océaniques et ayant impliqué un ou plusieurs cycles de construction puis de destruction d’arcs insulaires, lorsqu’une plaque tectonique froide plonge dans le manteau terrestre.

La découverte est d’importance car si l’on disposait déjà d’arguments pour dire que la tectonique des plaques existait sur Terre depuis plus de 3 milliards d’années, il était difficile de dire si elle était identique à celle observée aujourd’hui. En effet, la Terre se refroidit lentement mais elle était plus chaude il y a 3 à 4 milliards d’années, alors que les continents étaient encore en formation. La convection dans le manteau devait être plus importante, la surface des continents était plus faible et on peut imaginer que la croûte terrestre était constituée d’un plus grand nombre de plaques, dérivant plus rapidement.

On sait donc maintenant qu’il y a au moins 2 milliards d’années, une subduction « froide », identique à celle existant de nos jours, se produisait déjà. C’est une information importante pour comprendre l’histoire thermique et chimique de la Terre et donc son histoire même. Elle aidera aussi à la recherche de gisements d'or.

source: futura-sciences

Tag(s) : #NATURE - ECOLOGIE

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