La Terre manque une partie de sa croûte, et maintenant les scientifiques ont une nouvelle piste sur ce qui est à blâmer: Beaucoup de glaciers.
Il y a près de 720 millions d'années, la Terre était recouverte de glace mondiale, une époque connue sous le nom de Snowball Earth. Le broyage de ces calottes glaciaires dans le monde entier peut avoir détruit entre 1,8 et 3 miles (3 et 5 kilomètres) de croûte dans les océans, ont rapporté les chercheurs le 31 décembre. Là, la tectonique des plaques l'a recroquevillée dans la couche intermédiaire chaude de la Terre, le manteau, le recyclage dans un nouveau rock.
Si les scientifiques ont raison, Snowball Earth explique une caractéristique très étrange de la géologie appelée la grande discordance. Vu dans le monde entier, cette discordance fait référence à une couche où des roches sédimentaires ont été déposées juste au-dessus de la plus ancienne roche de socle de la croûte. Bizarrement, des centaines de millions d'années de couches sédimentaires manquent entre ce socle igné ou métamorphique et les plus anciennes roches sédimentaires préservées. Dans le Grand Canyon, par exemple, un époustouflant 1,2 milliard d'années de roche manque tout simplement.
Mystère minéral
C. Brenhin Keller, géochronologue à l'Université de Californie à Berkeley, n'a pas tenté d'expliquer la grande discordance lorsqu'il a lancé ses recherches sur les zircons, minéraux si durs et robustes qu'ils survivent plus longtemps que toute autre partie de la croûte. sur Terre. Les zircons les plus anciens ont 4,4 milliards d'années, seulement 165 millions d'années de moins que la planète elle-même.
Parce que les zircons peuvent survivre à peu près n'importe quoi, ils détiennent des enregistrements de la croûte terrestre même lorsqu'ils sont fondus, remixés et recyclés dans le manteau pour former de nouvelles roches. Keller et son équipe ont collecté des données sur quelque 34 000 zircons, en se concentrant sur les valeurs d'isotopes particuliers, ou variantes moléculaires, appelées hafnium-176 et hafnium-177.
L'hafnium-176 est un isotope de l'élément métallique argenté hafnium qui se forme lors de la désintégration radioactive du lutétium, un autre élément argenté. Le lutétium a tendance à rester dans le manteau, plutôt que de s'intégrer dans le magma et de tirer dans la croûte via des éruptions volcaniques, a déclaré Keller à Live Science. En conséquence, le manteau est particulièrement riche en lutétium, et donc il est également riche en hafnium-176 qui se forme sous forme de désintégrations de lutécium. La croûte, en comparaison, est plus riche en un autre isotope de l'hafnium, l'hafnium-177. Pour cette raison, le rapport de l'hafnium-176 au hafnium-177 dans un zircon peut dire aux chercheurs si ce zircon s'est formé à partir du magma provenant du manteau - ou à partir du magma qui a été recyclé à partir de la fusion de l'ancienne croûte.
Croûte recyclée
À la grande surprise de Keller et de ses collègues, les ratios dans le zircon ont révélé qu'une grande partie de l'ancienne croûte avait été recyclée et refondue pour fabriquer de nouveaux zircons, et tout cela en même temps. C'était "vraiment dramatique", a déclaré Keller.
"Si vous voulez le faire à l'échelle mondiale, vous devez chauffer beaucoup de croûte et la faire fondre dans un nouveau magma", a-t-il déclaré.
Pour faire cela rapidement, beaucoup de croûte devrait fondre rapidement dans la croûte inférieure, a déclaré Keller, ou elle devrait être enfoncée dans le manteau au fond de la mer dans un processus appelé subduction. Heureusement, voyager dans l'eau laisse un ensemble spécifique d'empreintes digitales moléculaires sur les molécules d'oxygène dans les zircons, afin que Keller et son équipe puissent vérifier si les zircons (et les roches qui les abritaient autrefois) avaient fait un voyage aquatique. Il s'avère qu'ils en avaient.
Une histoire émergeait: des quantités massives de croûte, transférées assez soudainement dans les zones de subduction océaniques pour être recroquevillées dans le manteau. Mais si toute cette croûte s'est déplacée dans l'océan, quelqu'un aurait probablement dû remarquer l'érosion, a déclaré Keller.
"Et en effet, nous avons - dans la grande discordance", at-il dit.
Essuyée
Keller admet qu'il s'agit d'une réclamation extraordinaire et nécessitera des preuves extraordinaires. Lui et ses collègues ont fait un pas vers la fourniture de certaines de ces preuves en examinant une autre ligne de recherche sur les cratères d'impact. Il y a environ 700 millions d'années, ont-ils découvert, les cratères d'impact de la Terre étaient presque nettoyés. Seuls deux énormes cratères, le bassin de Sudbury au Canada et le cratère Vredefort en Afrique du Sud, sont antérieurs à Snowball Earth - et ces cratères étaient incroyablement énormes, mesurant à l'origine respectivement 93 miles (150 km) et 185 miles (300 km) de diamètre. Ils ont été érodés à une fraction de leur taille d'origine.
Keller et son équipe pensent que les glaciers de Snowball Earth ont nettoyé tous les autres cratères d'impact, grattant un peu le sommet de Sudbury et de Vredefort également. Selon leurs calculs, une moyenne de 1,8 à 3 milles verticaux (3 et 5 km) de croûte a été grattée par les calottes glaciaires de Snowball Earth pendant 64 millions d'années. Dans certains endroits, a déclaré Keller, la perte était plus importante et dans d'autres, aucune croûte n'a été perdue.
La glace n'aurait dû raser qu'une moyenne de 0,002 pouce (0,0625 millimètre) de saleté et se détacher de la croûte chaque année pour accomplir cet exploit, a déclaré Keller. C'est un jeu d'enfant, même pour les glaciers modernes, a-t-il déclaré. Aujourd'hui, les taux d'érosion des calottes glaciaires continentales varient de 0,004 à 0,19 pouces (0,1 à 4,8 mm), les glaciers de montagne escarpés déplaçant près de 4 pouces (100 mm) de roche et de terre chaque année.
Les scientifiques avaient considéré les glaciers comme une cause possible de la grande discordance auparavant, mais l'idée avait été largement abandonnée, a déclaré Keller. Un article de 1973 sur l'idée du géologue William White de l'Université de Caroline du Nord n'a pas recueilli une seule citation d'autres chercheurs. D'autres théories incluent l'impossible (les marées géantes qui ont essuyé la terre, mais qui auraient exigé que la lune se forme des milliards d'années plus tard qu'elle ne l'a fait en réalité) et la plus raisonnable (le soulèvement et l'altération subséquente d'un supercontinent massif).
Il est possible que le soulèvement et les glaciers aient joué un rôle dans l'élimination des kilomètres de croûte, a déclaré Keller. En 2013, les chercheurs ont découvert que les roches de l'ère Snowball Earth avaient capturé et stocké du dioxyde de carbone de l'atmosphère, peut-être parce que les intempéries extrêmes avaient rendu les roches particulièrement poreuses. Cette capture de dioxyde de carbone aurait pu déclencher un refroidissement global, le revers du réchauffement climatique qui se produit dans les temps modernes en raison de la combustion de combustibles fossiles. Le refroidissement aurait pu conduire à un climat glacial mondial, et les glaciers résultants auraient alors pu accélérer encore plus l'érosion.
Keller et son équipe s'efforcent d'obtenir des fonds pour tester les roches profondes du sous-sol sous la grande discordance afin de savoir quand elles ont été remontées à la surface. Révéler le moment du soulèvement et de la glaciation, a-t-il dit, pourrait aider à clarifier ce qui a déclenché Snowball Earth - et ce qui est finalement responsable de la croûte disparue de la Terre.
Note de l'éditeur: Cet article a été mis à jour pour indiquer que la lune aurait dû se former "plus tard" et non "plus tôt" comme cela avait été dit, afin de soutenir une théorie des marées géantes pour expliquer les couches manquantes.
