La Terre est la seule planète que nous connaissons avec des continents, les masses continentales géantes qui abritent l'humanité et la plupart La biomasse terrestre.
Cependant, nous n'avons toujours pas de réponses définitives à certaines questions fondamentales sur les continents : comment sont-ils apparus et pourquoi se sont-ils formés là où ils se sont formés ?
Une théorie est qu'ils ont été formés par des météorites géantes qui se sont écrasées sur la croûte terrestre il y a longtemps. Cette idée a été proposé plusieurs fois, mais jusqu'à présent, il y a eu peu de preuves pour le soutenir.
In nouvelle recherche publiée dans Nature, nous avons étudié des minéraux anciens d'Australie-Occidentale et avons trouvé des indices alléchants suggérant que l'hypothèse de l'impact géant pourrait être juste.
Comment fait-on un continent ?
Les continents font partie de la lithosphère, l'enveloppe rocheuse externe rigide de la Terre composée des fonds océaniques et des continents, dont la couche supérieure est la croûte.
La croûte sous les océans est mince et constituée de roches basaltiques sombres et denses qui ne contiennent qu'un peu de silice. En revanche, la croûte continentale est épaisse et se compose principalement de granit, une roche moins dense, de couleur pâle et riche en silice qui fait « flotter » les continents.
Sous la lithosphère se trouve une masse épaisse et lente de roche presque fondue, qui se trouve près du sommet du manteau, la couche de Terre entre la croûte et le noyau.
Si une partie de la lithosphère est enlevée, le manteau en dessous fondra lorsque la pression d'en haut sera relâchée. Et les impacts des météorites géantes...rochers de l'espace des dizaines ou des centaines de kilomètres de diamètre - sont un moyen extrêmement efficace de faire exactement cela !
Quelles sont les conséquences d'un impact géant ?
Des impacts géants font exploser d'énormes volumes de matériaux presque instantanément. Les roches près de la surface fondront sur des centaines de kilomètres ou plus autour du site d'impact. L'impact libère également une pression sur le manteau en dessous, le faisant fondre et produire une masse "en forme de goutte" de croûte basaltique épaisse.
Cette masse s'appelle un plateau océanique, semblable à celui sous-jacent à Hawaï ou à l'Islande d'aujourd'hui. Le processus est un peu comme ce qui se passe si vous êtes frappé durement à la tête par une balle de golf ou un caillou - la bosse ou « œuf » qui en résulte est comme le plateau océanique.
Nos recherches montrent que ces plateaux océaniques auraient pu évoluer pour former les continents grâce à un processus connu sous le nom de différenciation crustale. L'épais plateau océanique formé par l'impact peut devenir suffisamment chaud à sa base pour fondre également, produisant le type de roche granitique qui forme une croûte continentale flottante.
Existe-t-il d'autres moyens de créer des plateaux océaniques ?
Les plateaux océaniques peuvent se former d'autres façons. Les croûtes épaisses sous Hawaï et l'Islande ne se sont pas formées par des impacts géants mais "panaches du manteau», des flux de matière chaude s'élevant du bord du noyau métallique de la Terre, un peu comme dans une lampe à lave. Lorsque ce panache ascendant atteint la lithosphère, il déclenche une fonte massive du manteau pour former un plateau océanique.
Les panaches auraient-ils donc pu créer les continents ? Sur la base de nos études et de l'équilibre des différents isotopes de l'oxygène dans les minuscules grains du minéral zircon, que l'on trouve couramment en petites quantités dans les roches de la croûte continentale, nous ne le pensons pas.
Le zircon est le le plus ancien matériau crustal connu, et il peut survivre intact pendant des milliards d'années. On peut aussi déterminer assez précisément quand il s'est formé, d'après la désintégration de l'uranium radioactif qu'il contient.
De plus, nous pouvons connaître l'environnement dans lequel le zircon s'est formé en mesurant la proportion relative de isotopes de l'oxygène il contient.
Nous avons examiné les grains de zircon de l'un des plus anciens morceaux de croûte continentale au monde, le craton de Pilbara en Australie occidentale, qui a commencé à se former il y a plus de trois milliards d'années. Bon nombre des grains de zircon les plus anciens contenaient plus d'isotopes légers de l'oxygène, ce qui indique une fusion peu profonde, mais les grains plus jeunes contiennent un équilibre d'isotopes plus semblable à un manteau, indiquant une fusion beaucoup plus profonde.
Ce schéma "descendant" des isotopes de l'oxygène est ce à quoi vous pourriez vous attendre après un impact de météorite géante. Dans les panaches du manteau, en revanche, la fonte est un processus «ascendant».
Cela semble raisonnable, mais y a-t-il d'autres preuves ?
Oui il y a! Les zircons du craton de Pilbara semblent s'être formés en une poignée de périodes distinctes, plutôt que de manière continue dans le temps.
À l'exception des grains les plus anciens, les autres grains contenant du zircon isotopiquement léger ont le même âge que les lits de sphérules dans le craton de Pilbara et ailleurs.
Les lits de sphérules sont des dépôts de gouttelettes de matière "éclaboussées" par les impacts de météorites. Le fait que les zircons aient le même âge suggère qu'ils peuvent avoir été formés par les mêmes événements.
De plus, le schéma « descendant » des isotopes peut être reconnu dans d'autres régions de l'ancienne croûte continentale, comme au Canada et au Groenland. Cependant, les données d'ailleurs n'ont pas encore été soigneusement filtrées comme les données de Pilbara, il faudra donc plus de travail pour confirmer ce modèle.
La prochaine étape de nos recherches consiste à réanalyser ces roches anciennes d'ailleurs pour confirmer ce que nous soupçonnons - que les continents se sont développés sur les sites d'impacts de météorites géantes. Boom.
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
