Les scientifiques ont éliminé une origine possible des continents de la Terre.
Malgré l’importance des continents de la Terre et les énormes morceaux de croûte planétaire qui divisent ses océans, on sait peu de choses sur ce qui a donné naissance à ces grandes masses terrestres qui rendent notre planète unique dans le système solaire et jouent un rôle majeur en lui permettant d’héberger vie.
Pendant des années, les scientifiques ont supposé que la cristallisation de l’opale dans le magma sous les volcans était responsable de l’élimination du fer de la croûte terrestre, permettant à la croûte de rester à flot dans les mers de la planète. Aujourd’hui, de nouvelles recherches remettent en question cette théorie, obligeant les géologues et les planétologues à repenser la manière d’éliminer ce fer des matériaux qui formeront les continents que nous voyons aujourd’hui sur Terre.
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La croûte terrestre, l’enveloppe extérieure de la planète, se divise en deux grandes catégories : la croûte continentale plus ancienne et plus épaisse ; et la croûte océanique plus jeune et plus dense. La nouvelle croûte continentale se forme lorsque ses éléments constitutifs sont transmis à la surface de la Terre par les volcans de l’arc continental. Ceux-ci se trouvent dans des parties du globe où les plaques océaniques s’enfoncent sous les plaques continentales, des zones appelées zones de subduction.
La différence entre les croûtes continentales sèches et les croûtes océaniques profondes est le manque de fer dans la croûte continentale. Cela signifie que les croûtes continentales flottent et s’élèvent au-dessus du niveau de la mer, formant les masses terrestres sèches qui rendent la vie terrestre possible.
On suppose que les faibles niveaux de fer trouvés dans la croûte continentale résultent de la cristallisation des grenats dans le magma sous ces volcans d’arc. Ce processus élimine le fer non oxydé des plaques terrestres, tout en épuisant le fer du magma en fusion, ce qui le rend plus oxydé à mesure qu’il forme la croûte continentale.
Une équipe de chercheurs dirigée par la professeure adjointe Megan Holy Cross de l’Université Cornell et la géoscientifique du Smithsonian National Museum of Natural History Elizabeth Cottrell a amélioré la compréhension des continents en entreprenant de tester et de démystifier cette hypothèse formulée pour la première fois en 2018.
Cottrell a dit dans le livre lancement (Ouvre dans un nouvel onglet)ajoutant que l’équipe était sceptique quant à la cristallisation du grenat comme explication de la flottabilité de la croûte continentale.
Créer des conditions difficiles depuis le sol en laboratoire
Pour tester la théorie du grenat, l’équipe a recréé l’énorme pression et la chaleur trouvées sous les volcans de l’arc continental à l’aide de râteaux à piston-cylindre hébergés au Smithsonian Museum. Laboratoire haute pression (Ouvre dans un nouvel onglet) Et à l’Université Cornell. Composées d’acier et de carbure de tungstène, ces presses compactes peuvent appliquer d’énormes pressions sur de minuscules échantillons de roche tout en étant simultanément chauffées par un four cylindrique environnant.
Les pressions générées étaient de 15 000 à 30 000 fois celles de l’atmosphère terrestre et les températures générées se situaient entre 1 740 et 2 250 degrés Fahrenheit (950 à 1 230 degrés Celsius), suffisamment chaudes pour faire fondre la roche.
Dans une série de 13 tests de laboratoire différents menés par l’équipe, Cottrell et Holicros ont cultivé des échantillons de grenat de roche en fusion sous des pressions et des températures simulant les conditions à l’intérieur des chambres magmatiques profondes de la croûte terrestre.
Ces grenats cultivés en laboratoire ont été analysés à l’aide de la spectroscopie d’absorption des rayons X qui peut révéler la composition des corps en fonction de la façon dont ils absorbent les rayons X. Les résultats ont été comparés au grenat avec des concentrations connues de fer oxydé et non oxydé.
Cela a révélé que la calcédoine poussant à partir de la roche dans des conditions semblables à celles du sous-sol n’absorbait pas suffisamment de fer non oxydé pour expliquer les niveaux d’appauvrissement en fer et d’oxydation observés dans le magma qui constitue la croûte continentale.
« Ces résultats font du modèle de cristal de grenat une explication très improbable de la raison pour laquelle le magma des volcans continentaux est oxydé et le fer est épuisé », a déclaré Cottrell. « Il est probable que les conditions dans le manteau terrestre sous la croûte continentale créent ces conditions oxydatives. »
Le géologue a ajouté que ce que les résultats de l’équipe ne peuvent pas faire actuellement, c’est fournir une hypothèse alternative pour expliquer la formation de la croûte continentale, ce qui signifie que les résultats soulèvent finalement plus de questions qu’ils n’apportent de réponses.
« Quelle est l’action d’un oxydant ou d’un fer appauvri ? a demandé Cotrell. « Si l’agate ne cristallise pas dans la croûte et a quelque chose à voir avec la façon dont le magma est sorti du manteau, que se passe-t-il dans le manteau ? Comment leurs compositions ont-elles été modifiées ? »
Il est difficile de répondre à ces questions, mais Cottrell guide actuellement des chercheurs de la Smithsonian Institution qui étudient l’idée que le soufre oxydé provoque l’oxydation du fer sous la surface de la Terre.
Les recherches de l’équipe ont été publiées jeudi 4 mai dans la revue Les sciences. (Ouvre dans un nouvel onglet)
