Le plus ancien matériau connu sur Terre qui est resté à la surface de notre planète est un minéral qui a été appelé le « seigneur du temps » parce qu’il est si bon pour garder le temps géologique.
Le métal est le zircon Les scientifiques ont découvert que des parties de celle-ci se sont formées il y a 4,37 milliards d’années, peu de temps après la collision épique de la Terre primitive avec un objet de la taille de Mars qui a donné naissance à notre lune.
Les petits cristaux de zircon peuvent ressembler à du sable ou à du minerai inutile. Mais ne soyez pas dupe. Avec une coche radioactive de milliards d’années qui passent, ces minéraux petits mais puissants nous offrent un aperçu du développement précoce de la Terre.
« C’est vraiment le meilleur de tous les signes du temps de la Terre, ou de l’histoire de la Terre », dit-il Michel Akersongéologue au Smithsonian National Museum of Natural History.
Ackerson dit que les cristaux de zircon proviennent du refroidissement du magma dans les croûtes continentales, ainsi que d’autres minéraux. Mais ces autres minéraux ont tendance à s’estomper avec le temps.
« La plupart des métaux ne vivent pas », dit Akerson. « Donc, des choses comme le quartz, des choses comme le feldspath – elles sont altérées chimiquement ou physiquement et s’érodent au point où elles ne sont plus du quartz et du feldspath. »
/ Archives d’histoire universelle / Collection d’images universelles via Getty Images
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Archives d’histoire universelle / Collection d’images universelles via Getty Images
En revanche, le zircon est très malléable – « l’une des principales raisons » pour lesquelles ce minéral est si utile, dit-il.
Face aux vents violents, aux contraintes de fracturation ou à la chaleur élevée, ces cristaux puissants persistent. Et éventuellement, ils peuvent finir par être incorporés dans d’autres roches qui sont encore en formation. Cela signifie que les scientifiques peuvent écraser les roches les plus anciennes de la Terre, ramasser les débris et trouver de minuscules grains de zircon encore plus anciens.
Dans la région de Jack Hills en Australie-Occidentale, par exemple, des rochers se sont formés à partir d’une plage il y a 3 milliards d’années. Le plus ancien zircon jamais découvert provient de cette roche.
Eckerson a découvert un zircon vieux de 4,32 milliards d’années. Les zircons anciens, dit-il, sont « très, très, très rares, et ce sont les seules fenêtres que nous ayons sur la plus ancienne planète de la Terre ».
De nos jours, pour savoir exactement quel âge a un zircon, les scientifiques peuvent le zapper avec un laser comme celui du laboratoire des sciences de la Terre de l’Université Penn State. là-bas, Josué Garber Il montre comment il peut mettre un petit cristal dans un appareil dans lequel il souffle un petit trou et découpe de petits morceaux.
« Ensuite, je les torture dans un plasma d’argon pour les décomposer en leurs plus petits composants », explique-t-il, expliquant que le détecteur compte les atomes des différents éléments chimiques.
Les principaux sont l’uranium et le plomb. Le zircon aime l’uranium et le prendra au fur et à mesure de sa croissance, mais le zircon déteste le plomb. Cela signifie que si vous trouvez du plomb à l’intérieur, il provient presque certainement de la désintégration de l’uranium, qui se produit à un rythme constant, comme le tic-tac d’une horloge.
« Si vous deviez concevoir un chronomètre terrestre à partir de zéro, vous concevriez essentiellement une datation du zircon et du plomb-uranium », dit-il. Jesse Remink, géologue de Pennsylvanie. « Si vous croyez en une puissance supérieure, vous direz : ‘Oh, la puissance supérieure a créé ce métal dans ce système spécifique parce qu’il est si parfait.' » »
Mais regarder la composition chimique des zircons peut faire plus que révéler son âge ou l’âge des roches qui lui sont associées. Cela pourrait également donner aux scientifiques des indices sur les conditions qui existaient lorsque ce zircon a été créé à l’origine.
Par exemple, Akerson Récemment Il a examiné les concentrations d’aluminium dans les zircons anciens pour conclure que la tectonique des plaques pourrait avoir commencé il y a 3,6 milliards d’années.
/ Tim Gooding, Timothy Rose, Rob Wardle / Smithsonian Institution
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Tim Gooding, Timothy Rose, Rob Wardle / Smithsonian Institution
Pendant les 500 premiers millions d’années, dit-il, les scientifiques pensaient que la Terre était un enfer chaud et rougeoyant. Mais les plus anciens zircons trouvés sur Terre montrent que ce n’est pas le cas.
« Nous savons grâce à ce groupe unique de cristaux de zircon que la Terre a des continents, ce que nous ne pensions pas possible, interagissant avec des océans d’eau liquide », dit-il. « Nous commençons à comprendre comment et quand les continents sont apparus, comment et quand les océans sont apparus, et comment cela peut nous aider à jeter les bases de la propagation de la vie sur notre planète. »
Ce sont de grandes questions philosophiques qui nécessitent de regarder en arrière dans le temps, dit-il – ce qui n’est possible que grâce à de minuscules zircons.
Cette histoire fait partie de la série scientifique périodique de la National Public Radio « Finding Time – A Journey Through the Fourth Dimension to Find Out What Makes Us Move ».
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