L’essentiel du platine du manteau terrestre a été apporté par des météorites après la formation du noyau terrestre

Lundi, 21 novembre 2016

Ayant analysé, pour la première fois, la composition isotopique naturelle du platine dans des météorites ainsi que dans des roches terrestres anciennes (ayant plus de 3,85 milliards d’années) et modernes, une équipe internationale(1) a pu établir l’origine du platine terrestre. Ainsi, si le platine contenu dans les roches modernes a été apporté par des météorites après la formation du noyau terrestre, une fraction de celui contenu dans les roches terrestres les plus anciennes est du platine primordial, datant d’avant la formation du noyau terrestre. Ceci suggère que la tectonique des plaques de style moderne aurait commencé il y a plus de 3,85 milliards d’années.

Arrivée tardive de météorites sur Terre. Dessin Pierre Olivier Foucault et Joel Dyon, IPGP Les nombreux cratères recouvrant la surface lunaire sont la preuve d'un bombardement météoritique ayant eu lieu après la formation de la Lune, c’est-à-dire depuis 4,4 milliards d’années. Par la suite, le vernis tardif, qui correspond au matériel ajouté au manteau terrestre par des météorites après l'épisode final de formation du noyau, aurait contribué à au moins 0,5 % en poids de la masse finale de la Terre.
Lors de la formation du noyau terrestre, les éléments dit très sidérophiles (qui ont une affinité forte pour le fer), comme le platine ou l’or, auraient migré dans le noyau, ne laissant pour ainsi dire rien dans le manteau terrestre. Il est donc généralement supposé que l’ensemble du platine et de l’or présent à la surface de la Terre provient du vernis tardif. Néanmoins, l’âge d’arrivée de ce matériel et son mécanisme de mélange à la Terre n’étaient jusqu’à présent pas connus.

Une équipe internationale(1) a mis au point une méthode pour analyser précisément, et pour la première fois, l’abondance des différents isotopes du platine dans des météorites et dans le manteau terrestre.

Les chercheurs ont ainsi pu démontrer que le platine présent dans les roches modernes (moins de 3,85 milliards d’années) ainsi que dans les météorites primitives avait une signature isotopique différente de celle des roches anciennes (plus de 3,85 milliards d’années). Ils ont établi que, dans le manteau moderne de la Terre, la signature isotopique du platine était compatible avec l'addition, après la formation du noyau, d'un vernis tardif météoritique, alors que dans les échantillons terrestres plus anciens que 3,85 milliards d’années, elle indiquait la présence d’environ 50 % de platine ne provenant pas du vernis tardif.
Ces résultats suggèrent qu’il y a 3,85 milliards d’années, le manteau terrestre avait commencé à mélanger le matériel provenant du vernis tardif au matériel plus ancien, c’est-à-dire que la tectonique des plaques de style moderne avait déjà commencé.

Note(s): 
  1. Les laboratoires français et université étrangères impliqués sont les suivants : University of Copenhagen (Denmark), Institut de physique du globe de Paris (IPGP, IPGP / CNRS / UPD / Université La Réunion), The University of Auckland (New Zealand), Victoria University of Wellington (New Zealand), Laboratoire de planétologie et géodynamique de Nantes (LPGN/OSUNA, Université Nantes / CNRS / Université Angers / Université Maine / Université La Rochelle / CNES), Université libre de Bruxelles (Belgium), Rheinische Friedrich-Wilhems- Universität (Germany) et Institut universitaire de France (France).
Source(s): 

Creech, J.B., Baker, J.A., Handler, M.R., Lorand, J.-P., Storey, M., Wainwright, A.N., Luguet, A., Moynier, F., Bizzarro, M. (2017) Late accretion history of the terrestrial planets inferred from platinum stable isotopes. Geochem. Persp. Let. 3, 94-104.

Contact(s):
  • Frédéric Moynier, IPGP
    moynier [at] ipgp [dot] fr, 01 83 95 77 88

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