Un des supercontinents est différent des autres (c’est Rodinia)

Beaucoup de gens ont entendu parler de la Pangée, le supercontinent qui comprenait tous les continents de la Terre et qui a commencé à se disloquer il y a environ 175 millions d’années. Mais avant la Pangée, les masses continentales de la Terre se sont déchirées et se sont recomposées pour former des supercontinents à plusieurs reprises. Ce cycle se poursuit depuis au moins les 3,0 derniers milliards d’années de l’histoire de la Terre, régulant la géographie, le climat et les cycles du carbone de notre planète.

Chaque supercontinent a ses bizarreries, mais l’un d’entre eux, appelé Rodinia, assemblé de 1,3 à 0,9 milliard d’années et brisé il y a environ 0,75 milliard d’années, est particulièrement étrange. Une étude dirigée par Chao Liu et Robert Hazen de Carnegie (également directeur exécutif du Deep Carbon Observatory), et Andrew Knoll de l’Université de Harvard, décrit pourquoi Rodinia est si inhabituelle dans un nouvel article paru dans Nature Communications.

Lorsqu’ils cherchent des preuves de supercontinents passés, les géologues aiment les grains de zircon, un minéral durable qui se forme à partir de roches fondues à haute température.

« Les zircons sont si robustes qu’ils survivent à la plupart des événements géologiques », a déclaré Liu. Tout comme pour les autres supercontinents, le nombre de grains de zircon détritiques a augmenté pendant la formation et a chuté pendant la dislocation du Rodinia. « Cependant, le zircon n’est qu’un des plus de 5 000 types de minéraux différents sur Terre », a déclaré Liu. « Nous nous sommes dit que nous pourrions peut-être examiner la distribution d’autres minéraux à travers le temps pour voir s’ils sont différents du zircon. »

Liu et ses collègues ont compilé des enregistrements mondiaux de minéraux à haute température, remontant à 3 milliards d’années. En outre, ils ont analysé les données mondiales des concentrations d’éléments traces dans les roches magmatiques, qui sont des roches formées à partir de magma fondu, au cours des 3 derniers milliards d’années, afin d’identifier les mécanismes contrôlant la façon dont la distribution des minéraux change au fil du temps, y compris le zircon. Les données sur les minéraux ont révélé des schémas similaires à ceux du zircon, avec des pics dans les enregistrements de minéraux totaux associés à l’assemblage des supercontinents. Cependant, il y a une exception. Le Rodinia avait moins d’occurrences totales de minéraux par rapport aux autres supercontinents.

Les chercheurs ont remarqué que les minéraux du Rodinia portant du niobium et de l’yttrium présentaient des pics élevés similaires à ceux des zircons. En outre, ces pics se couplent joliment avec des concentrations globales plus élevées d’yttrium, de niobium et de zirconium dans les roches magmatiques de Rodinia, par rapport à tous les autres supercontinents.

Pour expliquer ces résultats, les chercheurs proposent qu’au cours de sa formation, Rodinia ait pu connaître un magmatisme d’arc limité. Ce type d’activité volcanique prévaut normalement pendant l’assemblage des supercontinents, et est associé à la subduction, où le bord d’une plaque tectonique s’enfonce sous une autre, et aux collisions qui créent des arcs volcaniques comme les îles Aléoutiennes, et des chaînes de montagnes comme les Rocheuses et l’Himalaya. De tels événements tectoniques portent généralement des signatures géochimiques robustes, avec très peu de zirconium, d’yttrium et de niobium. De telles signatures sont relativement limitées pendant l’assemblage Rodinien. Au lieu de cela, la géochimie, la minéralogie et la pétrologie du Rodinien indiquent toutes un magmatisme non arctique généralisé.

Pour expliquer les enregistrements minéraux généralement nains pour le Rodinia par rapport aux autres supercontinents, les chercheurs spéculent qu’il pourrait y avoir eu une érosion importante des arcs volcaniques et des ceintures montagneuses du Rodinien. L’érosion accrue est probablement due au style de formation du Rodinia, c’est-à-dire à un processus appelé assemblage extraverti. Après la séparation d’un supercontinent, les morceaux peuvent se rassembler pour en former un nouveau par le biais d’un assemblage introverti, où les plaques tectoniques dérivent et fusionnent à nouveau, ou d’un assemblage extroverti, où les continents s’éloignent et se retrouvent de l’autre côté de la planète. Les plaques ont tendance à parcourir une plus grande distance lors de l’assemblage extroverti, ce qui peut avoir entraîné une plus grande érosion de leurs marges. L’assemblage extraverti de Rodinia peut également avoir été accompagné d’une subduction bilatérale, où les matériaux des deux plaques en collision s’enfoncent dans le manteau, condamnant encore plus la préservation des minéraux.

L’hypothèse d’une « érosion accrue » de Rodinia pourrait avoir un impact significatif sur le cycle global du carbone, car l’altération est un puits majeur de dioxyde de carbone atmosphérique. Pour la prochaine étape, les chercheurs, en collaboration avec la géologue spécialiste des minerais Simone Runyon, chercheuse postdoctorale à la Carnegie Institution for Science, vont examiner attentivement la spéculation sur l' »érosion renforcée ». « Nous essayons de découvrir la température, la pression et la profondeur de formation de tous les minéraux rodiniens et de les comparer aux minéraux formés lors de la création d’autres supercontinents », a déclaré Liu. « Je pense que cela va être très intéressant. »

Caption : Une proposition de reconstruction du supercontinent Rodinia, il y a environ 990 millions d’années. Crédit : Chao Liu/EarthByte

Avec l’aimable autorisation du Deep Carbon Observatory

.