Les vastes paysages isolés du Grand Nord constituent un trésor pour les géologues, car ils renferment certaines des roches les plus rares et les plus anciennes de notre planète. Une nouvelle étude vient de confirmer qu’une tranche de croûte située dans le nord du Canada est la plus ancienne jamais enregistrée, consolidant ainsi la réputation de la région arctique en tant que fenêtre unique sur la naissance ardente de la Terre.
Depuis des années, les scientifiques se rendent en masse sur les sites géologiques de l’Arctique pour y trouver des vestiges les plus anciens de l’histoire de la formation de la planète. Le complexe gneissique d’Acasta, dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada, contient des roches datant de 4,03 milliards d’années. Non loin de là, au Groenland, la célèbre ceinture de roches vertes d’Isua contient des roches vieilles de 3,7 à 3,8 milliards d’années et certaines des premières traces de vie.
Mais la palme revient à la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq (NGB), située sur les rives de la baie d’Hudson, au Québec. Depuis plus d’une décennie, son âge fait l’objet d’un débat scientifique intense. « Pendant plus de 15 ans, la communauté scientifique a débattu de l’âge des roches volcaniques du nord du Québec », rappelle Jonathan O’Neil, professeur agrégé à l’Université d’Ottawa et coauteur de la nouvelle étude. « Nos recherches antérieures suggéraient qu’elles pouvaient dater de 4,3 milliards d’années, mais ce n’était pas le consensus. » Aujourd’hui, une nouvelle étude publiée dans Science apporte les preuves les plus solides à ce jour, en datant les roches intrusives de la BNG à un âge incroyable de 4,16 milliards d’années, confirmant ainsi que la ceinture contient les roches les plus anciennes de la Terre.
L’histoire de deux systèmes isotopiques
La controverse sur l’âge du NGB est due à la difficulté de dater ses roches, qui sont un type de basalte dépourvu des cristaux de zircon généralement utilisés pour une datation fiable. Les premières études qui utilisaient une seule méthode de datation ont été contestées, certains scientifiques affirmant qu’une contamination géologique ultérieure avait faussé les résultats.
Pour résoudre ce problème, l’analyse d’un autre type de roche dans la ceinture a été nécessaire – des intrusions mafiques qui se sont insérées dans les couches volcaniques plus anciennes. En utilisant deux méthodes de datation indépendantes sur ces intrusions plus jeunes, ils ont pu établir un âge minimum définitif pour l’ensemble de la formation. « Les différentes méthodes ont donné exactement le même âge », a déclaré M. O’Neil.
Cette double méthode a été la clé. Le premier système, basé sur la désintégration radioactive à longue durée de vie d’un isotope spécifique du samarium (Sm-147) en différents ratios d’isotopes du néodyme (Nd-143), agit comme une horloge géologique qui tourne depuis des milliards d’années. Le second système, plus crucial, repose sur la désintégration à court terme de l’isotope Sm-146 en isotope Nd-142. Comme l’isotope parent, Sm-146, a une demi-vie de seulement 103 millions d’années, il a complètement disparu au cours des premières centaines de millions d’années de l’histoire de la Terre. Ses produits de désintégration constituent donc un marqueur temporel définitif de l’éon hadéen.
L’équipe de recherche a constaté que les deux systèmes aboutissaient indépendamment à la même conclusion. Le système à longue durée de vie a donné un âge d’environ 4,16 milliards d’années, tandis que le système à courte durée de vie, réservé à l’Hadéen, a donné un âge statistiquement identique d’environ 4,2 milliards d’années. « La concordance des âges entre les systèmes radiogéniques existants et éteints constitue une preuve irréfutable de la préservation des roches de l’Hadéen dans le NGB », indique l’étude. Cette forte concordance exclut les perturbations géologiques ultérieures et confirme l’âge primordial des roches.
Une fenêtre sur une planète primordiale
Cette confirmation est une découverte historique qui fait de la ceinture de Nuvvuagittuq un site unique au monde. « Cette confirmation fait de la ceinture de Nuvvuagittuq le seul endroit sur Terre où l’on trouve des roches formées pendant l’éon Hadéen, c’est-à-dire pendant les 500 premiers millions d’années de l’histoire de notre planète », explique M. O’Neil.
Cette découverte ne se limite pas à établir un nouveau record. Parce que ces roches anciennes ont pénétré dans une croûte encore plus ancienne, le NGB fournit un échantillon direct des premiers continents de la Terre. Ces résultats suggèrent que la croûte primitive de la planète était mafique – sombre et dense – et qu’elle s’est formée directement à partir du manteau.
« Comprendre ces roches, c’est remonter aux origines mêmes de notre planète. Cela nous permet de mieux comprendre comment les premiers continents se sont formés et de reconstituer l’environnement dans lequel la vie a pu émerger », explique M. O’Neil. Ce petit morceau de croûte préservé dans le nord du Canada offre des indices inestimables sur l’activité tectonique précoce qui a façonné notre monde et sur les anciens océans hostiles qui auraient pu accueillir les premières formes de vie sur Terre. L’étude confirme que les paysages reculés de l’Arctique recèlent certains des secrets les plus profonds sur les origines de notre planète, qui attendent patiemment d’être découverts.
Lien vers l’étude : : C. Sole et al, Evidence for Hadean mafic intrusions in the Nuvvuagittuq Greenstone Belt, Canada.Science388,1431-1435(2025). DOI:10.1126/science.ads8461