Parmi les nombreuses spécificités terrestres, qui ont fait de notre Planète un lieu particulièrement favorable au développement de la vie, il y a la tectonique des plaques. Pour de nombreux chercheurs, ce mécanisme a en effet joué un rôle essentiel dans l’établissement de conditions d’habitabilité optimales et stables dans le temps, ayant permis l’émergence de formes de vie intelligentes. La mise en place de grands cycles géochimiques, comme celui de carbonecarbone, est en effet étroitement liée au début de la tectonique des plaques. Cotisations en nutrimentsnutrimentscirculation océanique, climat, diversité des milieux de vie… tous ces aspects dépendent du fait que la surface terrestre est en constante évolution et n’est pas figée comme celle des autres planètes rocheusesplanètes rocheuses de Système solaireSystème solaire.
L’origine de la tectonique des plaques encore mal comprise
Ces mouvementsmouvements qui animent la croûte terrestre, via notamment la production de croûte océanique au niveau des dorsales et son recyclage au niveau des zones de subduction, existent depuis près de 4,3 milliards d’années. Autrement dit, ce formidable mécanisme aurait démarré très tôt dans l’histoire de la Terre, à peine 250 millions d’années après la formation de la planète.
Cependant, les causes de l’initiation des premières subductions restent très mal connues. Pourquoi et selon quels processus la croûte primitive de la Terre s’est-elle déchirée pour laisser certaines portions plonger dans le manteaumanteau ? De nombreuses théories ont déjà été proposées, sans qu’il n’y ait de véritable consensus autour d’aucune d’entre elles. Certains impliquent l’intervention d’un impact géant, d’autres la formation d’une instabilité thermique importante (panache du manteaupanache du manteau), ces événements conduisant à la formation d’une zone de faiblesse dans la croûte et, de là, à l’initiation d’un premier zone de subductionzone de subduction.
Une nouvelle étude, publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique, propose un autre scénario qui, d’une certaine manière, réconcilierait ces deux hypothèses. Et si la formation du LuneLune a-t-il été l’événement déterminant ?
Collision avec Théia et premières subductions, un lien de cause à effet ?
La Lune est en effet née d’un impact colossal, survenu il y a environ 4,5 milliards d’années, entre la jeune Terre et un planétoïde de la taille de Mars, nommé ThéiaThéia. Cette collision, en plus d’éjecter orbiteorbite un massemasse quantité considérable de matériel, aurait entraîné la fusionnementfusionnement totale de la partie supérieure du manteau. La moitié inférieure, cependant, serait restée principalement sous le contrôleétat solideétat solide, tout en intégrant des fragments importants de Théia. Des études récentes montrent également que des restes de cet impacteur subsistent encore aujourd’hui à l’interface noyau-manteau, et seraient à l’origine du grand anomaliesanomalies de vitessesvitesses observé à cette profondeur (connu sous le nom de LLSVP pour grandes provinces à faible vitesse de cisaillement)). L’accumulation d’éléments du noyau de Théia à ces profondeurs aurait provoqué une augmentation significative de la température à l’interface noyau-manteau.
L’apport de chaleur supplémentaire nécessaire à l’initiation de la tectonique des plaques ?
C’est ce schéma thermochimique très particulier, étroitement lié à cette collision, qui a pu permettre d’initier les premières zones de subduction. Entre 50 et 100 millions d’années après l’impact, l’océan magmamagma formé par la fusion du manteau supérieur se solidifie et donne naissance à une proto-lithosphère. Cette nouvelle surface solide, certainement très vite submergée par les premiers océans, n’est alors animée d’aucun mouvement.
Cependant, l’instabilité thermique qui règne dans les profondeurs de la Terre suite à la collision va vite changer la donne. LE modèles numériquesmodèles numériques Les travaux menés par les chercheurs suggèrent que 200 millions d’années après l’impact, de puissants panaches mantelliques se sont formés à la base du manteau surchauffé. En remontant, ces panaches auraient affaibli le proto-lithosphèrelithosphèreconduisant à sa rupture et à la formation des premières limites de plaques au niveau desquelles les subductions auraient commencé.
D’après ces résultats, la collision à l’origine de la Lune aurait donc apporté le surplus de chaleurchaleur nécessaire pour mettre en mouvement le grand mécanisme de la tectonique des plaques.
