Il y a 3,2 milliards d’années, la Terre aurait été entièrement recouverte d’eau sans aucun continent

De nouvelles analyses de roches sédimentaires prélevées en Australie suggèrent que la Terre était quasi exclusivement recouverte d’eau il y a plus de 3 milliards d’années. Les continents ne seraient apparus que plus tard, sous l’effet des mouvements tectoniques.

Aux origines de notre planète

Il y a environ 4,5 milliards d’années, des collisions à grande vitesse entre la poussière et les roches spatiales ont formé les prémices de notre planète : une sphère de magma bouillonnante, épaisse de plusieurs milliers de kilomètres. La Terre s’est par la suite refroidie en tournant, et après 1 000 à 1 million d’années, les premiers cristaux minéraux se sont formés dans la croûte terrestre. L’eau aurait été transportée entretemps sur notre planète par des comètes riches en glace provenant de l’extérieur de notre Système solaire, ou serait arrivée sous forme de poussière, issue du nuage de particules ayant donné naissance au Soleil et aux autres planètes du Système solaire, au moment de la formation de la Terre.

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Dans le cadre de leur étude, présentée dans la revue Nature Geoscience, les chercheurs ont estimé que de la vapeur d’eau et des gaz s’échappaient déjà dans l’atmosphère lorsque la Terre n’était encore qu’un océan de magma chaud. « Nos travaux ne nous permettent pas d’établir clairement la source de cette eau, mais quelle qu’elle puisse être, ceux-ci suggèrent qu’elle était déjà présente sur Terre à cette période », note Benjamin Johnson, professeur adjoint au département des sciences géologiques et atmosphériques de l’université d’État de l’Iowa et auteur principal de l’étude. « Cette vapeur d’eau s’est ensuite retrouvée sur Terre sous forme de précipitations lorsque la planète s’est suffisamment refroidie », ajoute le chercheur.

Afin de tenter d’estimer la température terrestre il y a plus de 3 milliards d’années, les scientifiques américains ont analysé des échantillons de roche prélevés sur le site de Panorama, dans le Nord-Ouest de l’Australie, ayant la particularité d’être issus d’une croûte océanique remontant à cette période (très) lointaine.

Geologists determine early Earth was a ‘water world’ by studying exposed ocean crust

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— IowaStateUNews (@IowaStateUNews) March 2, 2020

Une Terre primitive recouverte d’eau

« Il n’existe pas d’échantillon d’eau océanique ancienne, mais nous avons à notre disposition des roches ayant été en contact avec cette eau de mer, qui ont gardé une trace de cette interaction », explique Benjamin Johnson. Comme l’explique Numerama, la trace en question est de nature chimique et concerne deux isotopes d’oxygène, dont le ratio permet d’estimer la température à laquelle la roche fut soumise plusieurs milliards d’années en arrière. Une eau froide renferme davantage d’oxygène-16, tandis qu’une eau chaude présente une concentration plus importante en oxygène-18, et il se trouve que l’analyse des roches prélevées en Australie a révélé une concentration d’oxygène-18 supérieure de 4 % à celle des océans actuels.

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Si cette différence peut paraître infime au premier abord, elle suggère, selon les chercheurs, l’absence de continents plus de 3 milliards d’années en arrière : riches en argile, les sols continentaux ont en effet tendance à absorber les isotopes d’oxygène-18, ce qui se traduit par une concentration plus faible dans les océans actuels. « Cet écart s’explique par l’absence de croûte continentale émergente », souligne Benjamin Johnson. En d’autres termes, avant que les mouvements tectoniques n’entraînent la formation de véritables continents, seuls quelques îlots émergeaient des gigantesques étendues d’eau recouvrant la planète.

La perspective d’un ancien monde aquatique soulève également une question intrigante : Où sont apparues les premières formes de vie de la planète et comment ont-elles évolué ? Aujourd’hui, les cheminées hydrothermales et les étendues d’eau douce constituent les principales pistes. « Selon nos calculs, le nombre d’environnements sur Terre permettant à la vie d’émerger et d’évoluer était infime, voire nul, il y a 3,2 milliards d’années », conclut Benjamin Johnson.