Sous l’océan Arctique, la surprenante dorsale Gakkel, à l’activité très lente, fait remonter du manteau des roches anciennes, qui ont résisté au recyclage en profondeur par la tectonique des plaques. Les géologues sont stupéfaits car ces roches ouvrent des archives inespérées sur le passé de la Terre.
Découverte en 1966 seulement, activement explorée depuis 2001, la dorsale Gakkel a visiblement encore beaucoup à nous apprendre…
C‘est une petite claque, à tous ceux qui annoncent que l’on connaît bien le manteau et la croute terrestre, et donc que la Terre ne peut pas être creuse. Cette découverte jette aussi une nouvelle lumière sur les phénomènes se déroulant dans le manteau…
Il est clair que l’on ne connaît pas grand chose au final, et une découverte d’aujourd’hui remet toujours en cause une théorie d’hier…
Située à 5000 mètres de profondeur sous la banquise polaire, la dorsale de Gakkel coupe l’Océan Arctique en deux: le Groenland d’un côté, la Sibérie de l’autre. Bien que deux volcans aient été identifiés le long de ses 1600 kilomètres, Gakkel était jusqu’à présent reconnu comme la moins active des dorsales médio-océaniques.
En théorie cette activité est impossible…
Dans ces roches fraîchement issues du manteau terrestre, les géologues ont découvert des inclusions auxquelles des datations à l’osmium ont donné un âge de deux milliards d’années.
Au niveau de la dorsale Gakkel, lente mais géologiquement active, le fond océanique délivre des roches fraîchement sorties de l’asthénosphère. A ce niveau, comme dans toute dorsale, des matériaux remontent vers la surface, issus du manteau terrestre, cette vaste zone (70% de la masse de la planète), située entre le noyau et la croûte.
Ces roches ont donc subi la température et la pression régnant à grande profondeur. Parvenues en surface, elles forment un plancher océanique, poussé comme un tapis roulant par l’activité de la dorsale. Au contact d’un continent, le plancher océanique plonge en profondeur et les roches retrouvent le manteau, au niveau de l’asthénosphère, où la température et la pression les transforment pour les faire revenir à leur état d’origine.
C’est le mécanisme de la tectonique des plaques. Le cycle complet durant typiquement 200 millions d’années, une datation de roches prélevées au fond de l’océan ne donne en principe pas d’âge supérieur à cette valeur. Les roches les plus anciennes de la Terre se trouvent au contraire sur les continents, en des endroits peu affectés par les mouvements géologiques.
Mais au sein des carottes de la dorsale Gakkel, parmi les péridotites, les géologues ont découvert des inclusions qui ne devraient pas être là. Les unes contiennent un taux anormalement élevé de certains éléments et les autres, dites réfractaires, conservent une structure acquise près de la surface.
Cette hétérogénéité est tout à fait surprenante pour des roches qui, à l’échelle des temps géologiques, viennent tout juste de sortir du manteau et devraient, au contraire, être homogènes. Le malaxage qui se produit dans l’asthénosphère est donc incomplet.
Un manteau plus complexe qu’on ne l’imaginait.
Ces inclusions conservent le souvenir des cycles précédents. En leur sein, l’horloge n’a pas été remise à zéro par la recuisson dans l’asthénosphère. Pour dater ces fragments de péridotites, les géologues ont utilisé une technique basée sur le rapport de deux isotopes (187 et 188) de l’osmium, un élément rarissime. Cette méthode, nouvelle et encore peu usitée, a indiqué un âge incroyablement élevé.
Ces inclusions dateraient de deux milliards d’années, pulvérisant tous les records pour une roche prélevée au fond des océans. Elles peuvent donc révéler de nombreux indices pour les géologues, qui y trouveront de nouvelles archives à compulser…
Cette découverte jette aussi une nouvelle lumière sur les phénomènes se déroulant dans le manteau. Ils devront aussi être désormais pris en compte car ils compliquent les analyses des planchers océaniques basaltiques.
« Les inclusions réfractaires contribuent très peu à la formation des basaltes, expliquent les auteurs dans l’article de Nature. Nous suggérons que les remontées depuis le manteau sont très hétérogènes, ce qui rend difficile l’analyse de leur composition par l’étude des seuls basaltes. »
De plus, ajoutent-ils, l’existence de ces inclusions dans le plancher océanique doit inciter les géologues à la prudence dans la datation de roches continentales utilisant des modèles basés sur les isotopes de l’osmium.
L’écorce terrestre est toujours en train de se former le long de dorsales au milieu des océans, où les plaques se divisent, et au-dessus de zones de subduction, où du matériel de la plaque descendante peut être enlevé et poussé sur le bord de la plaque fixe.
Les scientifiques se sont demandé si la tectonique des plaques a commencé très tôt dans l’histoire de la Terre ou si elle a seulement commencé il y environ 2 milliards d’années.
Le grand âge des roches groenlandaises suggère que le système de tectonique des plaques ait commencé assez tôt dans l’histoire de la Terre.
