L’étude fournit de nouvelles preuves plus claires du mouvement précoce des plaques tectoniques, renversant les pôles géomagnétiques.

De nouvelles recherches analysant des morceaux des roches les plus anciennes de la planète ajoutent certaines des preuves les plus solides à ce jour que la croûte terrestre poussait et tirait d’une manière similaire à la tectonique des plaques moderne il y a au moins 3,25 milliards d’années. L’étude fournit également la première preuve du moment de l’échange des pôles magnétiques nord et sud de la planète.

Les deux résultats fournissent des indices sur la façon dont ces changements géologiques ont conduit à un environnement plus favorable au développement de la vie sur cette planète.

Le travail décrit dans PNAS Dirigés par les géologues de Harvard Alec Brenner et Roger Foo, ils se sont concentrés sur une partie du craton de Pilbara en Australie occidentale, l’un des morceaux les plus anciens et les plus stables de la croûte terrestre. En utilisant de nouvelles techniques et de nouveaux équipements, les chercheurs ont montré que certaines des surfaces les plus anciennes de la Terre se déplaçaient à un rythme de 6,1 cm par an et de 0,55 degrés tous les millions d’années.

Cette vitesse est plus de deux fois supérieure à la vitesse de déplacement de l’ancienne croûte en A Étude précédente par les mêmes chercheurs. La vitesse et la direction de cette dérive transversale s’écartent plaques tectoniques Comme les explications les plus logiques et les plus puissantes.

« Il y a beaucoup de travaux qui semblent indiquer que la tectonique des plaques au début de l’histoire de la Terre n’était pas en fait la manière dominante dont la chaleur interne de la planète est libérée comme c’est le cas aujourd’hui par le changement de plaque », a déclaré Brenner, Ph.D. . . Candidat à la Graduate School of Arts and Sciences et membre du Paleomagnetics Laboratory de l’Université de Harvard. « Cette preuve nous permet d’exclure avec plus de confiance les explications qui n’impliquent pas la tectonique des plaques. »

Par exemple, les chercheurs peuvent désormais argumenter contre un phénomène appelé « vraie marche polaireet « la tectonique de la couverture stagnante », qui peut provoquer le déplacement de la surface de la Terre, mais ne fait pas partie du mouvement tectonique des plaques récent. Les résultats penchent davantage vers le mouvement tectonique des plaques, car le taux de vitesse plus élevé récemment découvert est incompatible avec certains aspects des deux autres processus. .

Dans l’article, les scientifiques ont également décrit ce que l’on pense être la preuve la plus ancienne que la Terre a inversé ses champs géomagnétiques, ce qui signifie que les pôles magnétiques nord et sud se sont inversés. Ce type de bascule est courant sur la planète Terre histoire géologique Le pôle s’étant inversé 183 fois au cours des 83 derniers millions d’années et peut-être plusieurs centaines de fois au cours des 160 derniers millions d’années, Selon la NASA.

L’inversion en dit long sur le champ magnétique de la planète il y a 3,2 milliards d’années. La clé de ces effets est que champ magnétique Il est susceptible d’être suffisamment stable et solide pour empêcher le vent solaire d’éroder l’atmosphère. Cette idée, ainsi que les découvertes sur la tectonique des plaques, fournissent des indices sur les conditions dans lesquelles les premières formes de vie ont évolué.

« Elle peint ce premier tableau Terre C’était déjà mature sur le plan géodynamique, a déclaré Brenner. « Il avait plusieurs des mêmes types de processus dynamiques qui conduisent à une Terre avec des conditions environnementales et de surface fondamentalement plus stables, ce qui rend la vie plus susceptible d’évoluer et d’évoluer. »

Aujourd’hui, la croûte externe de la Terre est composée d’environ 15 masses mobiles de croûte, ou plaques, qui contiennent les continents et les océans de la planète. Au fil des éons, les plaques se sont rapprochées et éloignées les unes des autres, formant de nouveaux continents et montagnes et exposant de nouvelles roches à l’atmosphère, déclenchant des réactions chimiques qui ont stabilisé la température de surface de la Terre pendant des milliards d’années.

Il est difficile d’obtenir des preuves de l’origine des plaques tectoniques, car les morceaux les plus anciens de la croûte terrestre sont poussés dans le manteau intérieur et n’apparaissent jamais. Seulement 5% de toutes les roches sur Terre ont plus de 2,5 milliards d’années et aucune roche n’a plus de 4 milliards d’années.

Dans l’ensemble, l’étude s’ajoute à la recherche croissante selon laquelle le mouvement tectonique s’est produit relativement tôt dans l’histoire de la Terre de 4,5 milliards d’années et que les premières formes de vie sont apparues dans un environnement plus tempéré. Les membres du projet ont revisité le craton de Pilbara en 2018, qui s’étend sur environ 300 miles de diamètre. Ils ont creusé dans l’épaisse dalle de croûte primitive pour collecter des échantillons qui ont été analysés, à Cambridge, pour leur histoire magnétique.

À l’aide de magnétomètres, d’équipements de démagnétisation et d’un microscope à diamant quantique – qui visualise les champs magnétiques d’un échantillon et détermine avec précision la nature des particules magnétisées – les chercheurs ont conçu une gamme de nouvelles techniques pour déterminer l’âge et la manière dont les échantillons ont été magnétisés. Cela permet aux chercheurs de déterminer comment, quand et dans quelle direction la croûte se déplace, ainsi que le forçage magnétique des pôles magnétiques de la Terre.

Le microscope à diamant quantique a été développé en collaboration avec des chercheurs de Harvard des départements des sciences de la Terre et des planètes (EPS) et de physique.

Pour les études futures, Fu et Brenner prévoient de rester concentrés sur le craton de Pilbara tout en recherchant d’autres crustacés anciens dans le monde. Ils espèrent trouver des preuves anciennes du mouvement des plaques de type moderne et du basculement des pôles magnétiques de la Terre.

« Enfin, être capable de lire de manière fiable ces roches très anciennes ouvre de nombreuses possibilités pour observer une période de temps qui est souvent plus connue par la théorie que par des données concrètes », a déclaré Fu, professeur d’EPS au Collège des arts et des sciences. « En fin de compte, nous avons de bonnes chances de reconstruire non seulement quand les plaques tectoniques ont commencé à bouger, mais aussi comment leurs mouvements – et donc les processus internes de la Terre profonde qui les poussent – ont changé au fil du temps. »