Un volcan sous-marin près de Mayotte aurait rejeté du magma vieux de 4,5 milliards d’années
Une découverte volcanique majeure dans l’océan Indien
En mai 2018, l’île de Mayotte, un territoire français situé dans l’archipel des Comores entre Madagascar et le Mozambique, a été secouée par une série de séismes mystérieux. Les investigations scientifiques qui ont suivi ces secousses ont mené à la découverte d’un nouveau volcan sous-marin géant, baptisé Fani Maoré. Au-delà du caractère spectaculaire de cette naissance géologique, ce monstre de feu sous-marin pourrait bien détenir l’un des plus grands secrets de notre planète.
Selon une nouvelle étude scientifique, ce volcan aurait rejeté lors de son éruption des fragments de magma datant de l’éon le plus ancien de la Terre, l’Hadéen. Si ces analyses se confirment, les chercheurs auraient mis la main sur des roches formées à l’époque où la Lune est née, suite à une collision cataclysmique entre la Terre primitive et une protoplanète de la taille de Mars, nommée Théia.
Le mystère persistant de l’enfance de la Terre
Remonter aux origines de notre planète relève du défi impossible pour les géologues. En effet, les plus anciennes roches découvertes jusqu’à présent à la surface du globe ne remontent qu’à environ 4,03 milliards d’années. Cela laisse un vide immense de près de 500 millions d’années correspondant à la toute première période de l’histoire terrestre, l’éon Hadéen, dont les traces directes semblaient avoir été définitivement détruites.
Les scientifiques estiment généralement que les matériaux rocheux de cette époque lointaine ont sombré dans le manteau terrestre pour y être entièrement fondus et recyclés par la tectonique des plaques. Seuls de minuscules minéraux extrêmement résistants, appelés zircons, ont survécu à ce grand brassage géologique, offrant de rares indices sur les conditions initiales de la Terre.
« On sait très peu de choses sur ce premier chapitre de l’histoire de la Terre, car les roches et les minéraux de cette époque sont extrêmement rares », expliquent les chercheurs en sciences de la Terre Hanika Rizo et Jonathan O’Neil dans un article publié par The Conversation. Selon eux, ce manque d’archives géologiques préservées rend particulièrement difficile la reconstitution de ce à quoi ressemblait la Terre durant l’Hadéen, laissant de nombreuses questions sans réponse.
L’empreinte de la collision géante avec Théia
Pour comprendre l’origine de cette lave exceptionnelle, il faut remonter à la théorie de l’impact géant. Il y a environ 4,5 milliards d’années, la collision de la Terre avec Théia aurait totalement liquéfié notre planète, la transformant en un gigantesque océan de magma global s’étendant jusqu’à la frontière entre le noyau et le manteau.
Lors du refroidissement progressif de cette masse en fusion, certains minéraux ont commencé à cristalliser. Le premier d’entre eux fut la bridgmanite, aujourd’hui considérée comme le minéral le plus abondant dans le manteau inférieur de la Terre. Il a été suivi par un autre composé minéral appelé la ferropériclase.
Durant des milliards d’années, les mouvements de convection du manteau terrestre ont brassé ces roches primitives. Les scientifiques ignoraient jusqu’à présent si des signatures chimiques de cette époque lointaine pouvaient subsister de manière intacte ou si le mélange perpétuel de la matière les avait rendues définitivement indétectables.
La traque scientifique de l’isotope Néodyme-142
Afin de percer le secret des laves de Mayotte, l’équipe de recherche s’est concentrée sur l’analyse fine d’un isotope particulier, le néodyme-142 (142Nd). Ce dernier est issu de la désintégration radioactive du samarium-146 (146Sm), un isotope qui possède une demi-vie estimée à environ 92 millions d’années.
Bien que cette durée semble gigantesque, les réserves de samarium-146 se sont rapidement épuisées après la formation de la Terre. De ce fait, aucune nouvelle source de néodyme-142 n’a pu se former dans le manteau depuis l’Hadéen. Découvrir un excès de cet isotope précis dans un échantillon de lave moderne signifie donc que sa source magmatique s’est individualisée très tôt et est restée isolée, échappant au grand mélange interne de la Terre.
« La courte demi-vie du système 146Sm–142Nd offre une possibilité unique de détecter des événements de différenciation des silicates survenus au cours des 500 premiers millions d’années de la Terre », détaille l’équipe scientifique. Ils soulignent toutefois que la variabilité de ce rapport isotopique est infime, certains échantillons de l’Archéen montrant des anomalies ne dépassant pas 20 parties par million (ppm). Les laves du volcan Fani Maoré ont pourtant révélé un excès significatif de néodyme-142.
Un manteau terrestre moins homogène qu’il n’y paraît
« Nous présentons ici de nouvelles mesures isotopiques du néodyme de haute précision sur du volcanisme contemporain, qui identifient des hétérogénéités remontant à l’histoire la plus précoce de la Terre », écrivent les auteurs dans leur publication. Ils confirment ainsi avoir détecté des anomalies positives significatives en 142Nd dans les laves issues du volcan sous-marin Fani Maoré.
Pour expliquer la présence de cette matière préservée depuis 4,5 milliards d’années, les chercheurs ont modélisé différents scénarios. Si le réservoir magmatique s’était situé à faible profondeur, il aurait fallu que 28 % à 90 % de la matière provienne directement de l’Hadéen pour expliquer une telle anomalie, une proportion jugée irréaliste par l’équipe.
En revanche, le scénario d’un panache profond provenant directement des tréfonds du manteau s’avère bien plus crédible, ne nécessitant qu’une contribution de 9 % à 11 % de roches primitives. « Ces anomalies nécessitent la préservation, dans le manteau, de matériaux appauvris en terres rares légères et formés au cours des 100 premiers millions d’années de l’histoire de la Terre », précisent les chercheurs.
Une nouvelle fenêtre ouverte sur les profondeurs de la Terre
Les scientifiques suggèrent désormais que cette matière première est majoritairement composée de bridgmanite cristallisée lors du refroidissement de l’océan de magma primitif. « Cette bridgmanite hadéenne pourrait être plus répandue dans le manteau actuel qu’on ne le pensait auparavant, soulevant de nouvelles questions sur sa survie face à des milliards d’années de tectonique des plaques et de vigoureuse convection mantellique », ajoutent-ils.
Cette étude révolutionnaire, publiée dans la prestigieuse revue Nature, ouvre une nouvelle perspective sur l’histoire de notre planète. Si ces travaux se confirment, l’humanité a non seulement touché du doigt des vestiges de l’impact qui a donné naissance à notre Lune, mais elle hérite également d’une toute nouvelle énigme géologique à élucider.
Selon la source : iflscience.com
Un volcan sous-marin près de Mayotte aurait rejeté du magma vieux de 4,5 milliards d’années
