Des zircons pour remonter le temps : la Terre primitive plus tectoniquement diverse qu’imaginé

Une étude publiée dans la prestigieuse revue Nature, issue du projet ERC Synergy MEET hébergé par l’UGA (laboratoire ISTerre, l’un des membres de la fédération OSUG), révèle que les premières tectoniques terrestres n’étaient pas uniformes mais marquées par une étonnante diversité régionale. L’équipe internationale a analysé la composition chimique et l’âge de zircons issus de roches anciennes des Jack Hills (Australie) et d’Afrique du Sud.

Minuscules mais extraordinairement résistants, les zircons sont de véritables capsules temporelles. Ces cristaux peuvent traverser plusieurs milliards d’années et de multiples événements géologiques tout en conservant l’empreinte chimique des conditions de leur formation.

En examinant la chimie de cristaux de zircons anciens provenant d’Australie et d’Afrique du Sud, les chercheurs ont identifié des signatures indiquant à la fois un comportement de coque stagnante et des processus de lithosphère mobile similaires à la tectonique des plaques moderne.
La comparaison de leur chimie selon les régions et au cours du temps a permis aux chercheurs d’inférer des différences dans le traitement précoce de la croûte et dans le recyclage entre la surface et l’intérieur de la Terre.

Des signaux contrastés dès l’Hadéen

Contrairement à l’idée d’un mode tectonique global unique sur la Terre primitive, les données révèlent une hétérogénéité régionale marquée.

• Coexistence plutôt qu’uniformité  : la Terre primitive n’aurait pas fonctionné selon un seul régime tectonique global.
• Signaux “mobile-lid” à l’Hadéen : de nombreux cœurs de zircons australiens présentent des compositions compatibles avec des processus de recyclage et de remaniement associés à une géodynamique de type mobile-lid, analogue à une tectonique active.
• Signatures “stagnant-lid” ailleurs  : à l’inverse, de nombreux zircons sud-africains montrent des compositions typiques d’un recyclage limité, attendu dans un régime stagnant-lid, caractérisé par une lithosphère plus rigide et moins mobile.

Ces résultats suggèrent que, dès l’Hadéen (il y a plus de 4 milliards d’années), certaines régions de la planète connaissaient déjà des dynamiques internes plus actives que d’autres.

Une pièce clé pour comprendre l’habitabilité précoce

La question du passage d’une enveloppe externe initialement largement immobile à un système dynamique formant des continents et remodelant les bassins océaniques reste centrale en sciences de la Terre.
En montrant que la Terre hadéenne pouvait être tectoniquement hétérogène — avec des régions fonctionnant simultanément selon des régimes contrastés — cette étude apporte un éclairage nouveau sur :

• la formation de la croûte continentale primitive ;
• les échanges entre surface et intérieur de la planète ;
• l’évolution à long terme des océans ;
• et, plus largement, les conditions d’émergence d’environnements habitables.

Ces travaux prolongent les recherches antérieures de l’équipe internationale sur le développement de la croûte terrestre primitive et fournissent de nouvelles contraintes sur l’éventail des comportements tectoniques possibles sur la jeune Terre.

Référence

Contemporaneous mobile- and stagnant-lid tectonics on the Hadean Earth.
Valley, J.W., Blum, T.B., Kitajima, K. et al.
Nature (2026).
DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-025-10066-2

Cette actualité a été initialement publié par l’UGA.