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Tout comme les gens espèrent parfois effacer les souvenirs de certaines périodes difficiles de leur vie, la Terre a peut-être également tenté d’effacer les traces de son lointain passé. Pourtant, une étude récente, publiée dans la revue Nature Geoscience, révèle que des fragments de ce monde ancien ont survécu, enfouis dans les profondeurs de notre planète.
Aux origines de la Terre
Nicole Nie, professeure adjointe en sciences de la Terre et des planètes au MIT et autrice principale de cette recherche, affirme qu’il s’agit « peut-être de la première preuve directe » de la préservation de matériaux issus de la « proto-Terre ». « C’est incroyable », ajoute-t-elle. « Nous pensions que cette signature ancienne avait été effacée par l’évolution de la Terre. »
À ses débuts, notre planète était radicalement différente de celle que nous connaissons aujourd’hui. Il ne s’agissait pas simplement de variations climatiques ou de différentes formes de vie, mais d’une Terre fondamentalement méconnaissable : une boule en fusion, à peine deux tiers de sa taille actuelle, évoluant dans l’espace avec une « jumelle » appelée Théia. Cette Terre primitive était hostile à la vie. Les éléments essentiels à son apparition, comme l’hydrogène, le carbone et le soufre, étaient presque absents. Les températures élevées et la composition rocheuse rendaient leur présence stable quasiment impossible.
Imaginer qu’une telle planète pourrait un jour abriter la vie relevait de l’utopie. Puis, un événement catastrophique changea tout : une collision titanesque entre la Terre et Théia, connue sous le nom de « Grand Impact ». Cette collision a non seulement réinitialisé la chimie interne de la Terre, mais elle a également permis à notre planète d’absorber des débris de Théia, augmentant ainsi sa taille. Ce qui restait de Théia forma notre Lune.
Ce choc a marqué un tournant décisif. « C’est grâce à cette collision que des éléments volatils, comme l’eau et le carbone, ont été apportés sur Terre, rendant la vie possible », explique Pascal Kruttasch, chercheur à l’Imperial College de Londres, qui n’a pas participé directement à cette étude. Même le champ magnétique de la Terre et son activité tectonique pourraient être des conséquences de cet ancien impact cosmique.
Des preuves enfin retrouvées ?
Jusqu’à présent, les preuves directes de cette Terre d’avant le Grand Impact semblaient introuvables. Les scientifiques s’appuyaient principalement sur des comparaisons entre les isotopes terrestres et lunaires ou sur des déductions concernant la composition de la Lune. Découvrir des traces intactes de ce monde ancien sur Terre relevait presque du rêve.
Mais tout a changé lorsque Nicole Nie et son équipe ont fait une découverte inattendue. En étudiant des météorites venues des quatre coins du monde, dans le cadre d’un projet visant à mieux comprendre l’évolution du Système solaire, ils ont détecté une anomalie isotopique du potassium. Cette signature, différente des formes de potassium habituelles présentes sur Terre, a attiré leur attention. « Nous avons constaté que les météorites possèdent des signatures isotopiques distinctes », explique Nie, « ce qui signifie que le potassium peut être un bon traceur des matériaux ayant contribué à la formation de la Terre. »
L’équipe a alors décidé de chercher des indices similaires sur notre planète. Ils se sont concentrés sur des roches anciennes, comme celles du Groenland et du Canada, ainsi que sur des échantillons volcaniques d’Hawaï, issus des profondeurs du manteau terrestre. Leur objectif ? Trouver des traces de cette signature isotopique.
Une simulation pour remonter le temps
Pour vérifier leurs hypothèses, les chercheurs ont simulé les transformations qu’auraient pu subir ces échantillons au fil des milliards d’années, notamment l’impact de la collision avec Théia et les bouleversements géologiques. Leurs résultats étaient frappants : après ces simulations, les anomalies isotopiques des échantillons ressemblaient beaucoup aux matériaux modernes. Cela suggère que les échantillons étudiés pourraient contenir des fragments de la Terre d’avant l’impact. « Ces échantillons pourraient être un vestige direct d’une époque où la Terre n’était qu’une jeune planète, avant le gigantesque impact », explique Nie.
Bien que cette découverte révolutionne notre compréhension de l’histoire de la Terre, elle soulève aussi de nouvelles questions. Les anomalies isotopiques trouvées dans les météorites diffèrent légèrement de celles des échantillons terrestres, ce qui signifie que la composition exacte de la proto-Terre reste floue.
« Les scientifiques ont tenté de reconstituer la composition chimique originale de la Terre en combinant les caractéristiques de différents types de météorites », précise Nie. « Mais notre étude montre que l’inventaire actuel des météorites est incomplet. » En d’autres termes, l’histoire de notre planète est loin d’être complète. Il reste encore beaucoup à découvrir sur l’origine de la Terre et les matériaux qui ont contribué à sa formation. Par ailleurs, des scientifiques découvrent un « monde perdu » vieux de plus d’1 milliard d’années.