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L’analyse d’échantillons de lave crachée par un volcan sous-marin au large des côtes de Madagascar a révélé une composition chimique inhabituelle, éclairant l’histoire précoce de la Terre.
Des débuts chaotiques
Il y a environ 4,5 milliards d’années, un objet de la taille de Mars a percuté la Terre, projetant dans l’espace des débris qui auraient plus tard donné naissance à la Lune. L’impact a suffisamment réchauffé notre planète pour qu’elle se retrouve couverte d’un océan de magma global. Au cours des millions d’années qui ont suivi, la roche en fusion s’est refroidie et cristallisée, conduisant à la formation de la croûte terrestre primordiale.
Si l’on supposait largement que le manteau, épaisse couche de roche brûlante en perpétuel mouvement située sous celle-ci, avait progressivement effacé les traces chimiques d’un tel événement, des chercheurs en ont récemment identifié les premières preuves géologiques solides.
En mai 2018, une série inhabituelle de séismes au large de Mayotte, entre Madagascar et le Mozambique, avait conduit à l’identification d’un nouveau volcan sous-marin, baptisé Fani Maoré, à une cinquantaine de kilomètres à l’est de l’île. Au cours des trois années suivantes, ses éruptions ont libéré assez de magma pour que Mayotte s’affaisse d’une vingtaine de centimètres.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Catherine Chauvel, du CNRS, et ses collègues ont comparé la composition chimique des matériaux volcaniques émis par le Fani Maoré à celle de Mayotte. La technique de pointe utilisée a permis la mise en évidence d’infimes différences dans les concentrations d’isotopes (variantes d’un même élément chimique possédant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons) de néodyme.
Manteau ancien
Selon l’équipe, le rapport néodyme-142/néodyme-144 légèrement plus élevé des échantillons du Fani Maoré indique la présence d’un fragment de manteau ancien ayant échappé à des milliards d’années de brassage, que les chercheurs pensent issu d’une région enrichie en bridgmanite, l’un des premiers minéraux à s’être cristallisés à partir de l’océan de magma primordial de la Terre.
Qualifiée de percée majeure, la mise en évidence de cette hétérogénéité chimique précoce ouvre la voie à une compréhension sans précédent des tout débuts de la Terre, pour lesquels nous disposons actuellement de preuves géologiques très limitées.
« Cela va changer beaucoup de choses [en sciences de la Terre], car nous avons désormais la preuve que des matériaux datant de 4,5 milliards d’années existent encore en quantités suffisantes pour être prélevés », conclut Chauvel.
En 2024, des chercheurs avaient découvert des vestiges de la croûte terrestre primitive en Australie.