Un morceau du continent antarctique formé il y a 4,4 Ga

Il existe peu d’endroits sur Terre ayant préservé des roches plus vieilles que 3,7 milliards d’années (Ga). Or ces dernières nous apprennent beaucoup sur l’évolution précoce de la Terre et notamment permettent d’aborder la question de la croissance des continents qui fait toujours débat à l’heure actuelle. Le Complexe Napier, situé en Antarctique, contient des roches âgées de plus de 3,7 Ga mais elles ont subi de multiples épisodes de métamorphisme qui ont modifié à la fois leur composition minérale mais aussi provoqué la réouverture de systèmes géochimiques communément utilisés pour les dater et contraindre leur formation. Même les données obtenues à partir du minéral zircon, particulièrement résistant aux processus secondaires, montrent une grande complexité sans nul doute résultant de l’intensité du métamorphisme auquel ces roches ont été soumises.

Une équipe de recherche du Laboratoire Magmas et Volcans (LMV, Université Clermont Auvergne / CNRS / IRD / Université Jean-Monnet), a optimisé des méthodes d’analyses isotopiques Lu-Hf et U-Pb sur zircon afin de pouvoir discriminer les signatures primaires de celles modifiées par des processus secondaires, et ainsi contraindre la genèse du Complexe Napier. Ces deux plus vieux granitoïdes de ce complexe ont aussi été analysés à l’aide des systèmes isotopiques ^146,147Sm-^142,143Nd. Les nouvelles données sur zircon montrent plusieurs groupes identifiables sur la base des âges, des signatures isotopiques en Hf, mais aussi des textures. Le groupe original (magmatique) indique des âges de 3,794 et 3,857 Ga ainsi que des signatures isotopiques en Hf négatives ce qui signifie que ces granitoïdes se sont formés par recyclage d’un réservoir géochimiquement enrichie, très probablement une protocroûte. Les isotopes du Nd confirment cette idée et permettent même de préciser que cette proto-croûte était basique, elle même formée à partir du manteau il y a 4456 à 4356 Ma. Nos résultats démontrent donc que le Complexe Napier s’est formé par recyclage d’une proto-croûte hadéenne ayant séjourné à la surface de la Terre pendant environ un demi-milliard d’années.

Ces résultats sont similaires à ce que l’on peut voir dans d’autres provinces crustales éoarchéennes à travers le monde et laissent à penser que la croûte hadéenne aurait été recyclée massivement à la transition Hadéen-Archéen (4 Ga) afin de générer de nouveau segments crustaux dont certains ont survécu jusqu’à aujourd’hui. Ce scénario de recyclage massif permettrait de réconcilier le fait que l’enregistrement géologique ne contient quasiment rien de l’Hadéen alors que les modèles d’évolution crustale suggèrent qu’un maximum de 25% du volume actuel des continents aurait été extrait à la fin de l’Hadéen.