Dans l’article « Earth’s oldest mantle fabrics indicate Eoarchean subduction », paru en Open Access le 16 février 2016 dans Nature Communications, Mary-Alix Kaczmarek, (Maître assistante Ambizione Fonds National Suisse à Institut des sciences de la Terre), apporte une démonstration scientifique fondamentale sur les premiers phénomènes de subduction de la croûte terrestre.
La subduction est un processus géologique par lequel une plaque tectonique plonge sous une autre plaque avant de s’enfoncer dans le manteau terrestre. Ce phénomène a généré une intense activité volcanique qui a profondément modifié la croûte terrestre. Les systèmes de subductions ont modelé, recyclé et refaçonné la lithosphère durant des millions d’années, un processus naturel toujours à l’œuvre à l’heure actuelle. Mais l’origine de la subduction sur la Terre est encore mal connue et controversée, les roches très anciennes qui seraient de potentiels témoins de la subduction étant rares. A partir de quel moment la subduction était active ? Est-ce que le phénomène pourrait être comparable à la subduction actuelle ?
On trouve des roches (péridotites) très anciennes a Isua au Groenland dont l’origine remonte a 3.72 milliards d’années, à l’ère de l’Eoarchéen (4.0-3.6 Milliards d’années). Nous sommes quasiment à l’origine de la Terre. Les péridotites composent le manteau supérieur de la terre, entre 30 et 700 km de profondeur sous la croûte continentale et océanique. Les dunites sont une catégorie de péridotites composées à plus de 90% d’olivine (un minéral du groupe des silicates). Des dunites d’Isua ont été étudiées à l’UNIL grâce a une technique nommée EBSD (Electron Backscatter Diffraction), un dispositif rattaché à un microscope électronique qui permet de déterminer l’orientation préférentielle des axes crystallographiques (CPO) des minéraux dans une roche.
Cette découverte prouve l’existence de phénomènes de subduction beaucoup plus anciens que ce qui est habituellement admis
La déformation de grande profondeur dans le manteau supérieur agit sur l’orientation des axes cristallographiques et est fonction de la pression, de la température et de la présence ou non d’eau. Or, l’étude réalisée par la Dr Mary-Alix Kaczmarek a démontré que les dunites d’Isua ont été déformées en présence d’eau, ce qui est typique d’un environnement en zone de supra-subduction (une partie du manteau à l’aplomb de la plaque plongeante). Cette découverte faite par Mary-Alix Kaczmarek et ses collaborateurs démontre donc clairement l’existence de phénomènes de subduction bien antérieurs (3.72 milliards d’années) à ce qui est habituellement admis (environ 2.5 milliards d’années) et ce avec des conditions de déformation comparables aux zones de subductions modernes.
Référence bibliographique
Mary-Alix Kaczmarek, Steven M. Reddy, Allen P. Nutman, Clark R. L. Friend & Vickie C. Bennett, Earth’s oldest mantle fabrics indicate Eoarchaean subduction, Nature Communications 7, 16.2.2016.
Pour en savoir plus
