De minuscules zircons nous permettent de savoir quand les croûtes de la Terre et de la Lune se sont solidifiées

La Lune s’est formée à partir d’un impact important de la Terre primitive avec un embryon planétaire de la taille de Mars que nous appelons Teia.

Et les techniques de datation des roches du manteau terrestre Ils situent la formation de la Terre primitive environ 60 millions d’années après la consolidation des premiers minéraux solides autour du Soleil.. C’est-à-dire il y a 4,5 milliards d’années.

La Terre et la Lune sont, en fait, les deux seuls corps du système solaire dont les roches partagent exactement la même fraction d’isotopes d’oxygène, démontrant une origine commune, bien que la Lune soit apparue plus tard, à la suite de cet événement catastrophique.

Les derniers résultats de l’étude de petits grains minéraux appelés zircons, très résistants et conservant leurs conditions de formation, viennent d’être publiés. Ces minuscules zircons sont la seule preuve solide que nous ayons de la première croûte de la Terre et de la Lune, lorsque les deux avaient des océans de magma à leur surface.

Me rejoindrez-vous dans ce voyage aux origines des zircons ?

météorites lunaires

Les météorites lunaires sont variées. Certaines sont des lacunes résultant de multiples impacts de projectiles de différentes tailles contre leur surface. D’autres sont plus homogènes et représentent des lithologies plus caractéristiques des mers de lave – comme les basaltes – ou de ces régions appelées hauts plateaux caractérisées par des anorthosites ou d’autres roches qui flottaient dans l’océan magmatique primordial.

Par rapport aux roches lunaires rapportées par les missions de retour d’échantillons Apollo, Luna et Chang’e-5, qui proviennent d’endroits bien précis, les météorites lunaires émergent aléatoirement de n’importe quel point fouillé par un impact. Ils peuvent même être envisagés pour échantillonner aléatoirement la surface lunaire.

Les fascinantes roches lunaires que nous étudions au CSIC

Dans notre Laboratoire de Météorites et d’Échantillons Restitués de l’Institut des Sciences Spatiales (CSIC) Nous étudions les roches lunaires depuis plus d’une décennie et formons de jeunes chercheurs à l’étude de ces matériaux.

Nous avons un intérêt particulier pour roches qui nous viennent de notre satellite naturel lancées lorsque l’impact d’un astéroïde contre sa surface creuse un cratère. Depuis les parois du cratère, l’onde de choc est capable de projeter des roches qui restent en orbite terrestre et arrivent en peu de temps sur notre planète. Nous étudions précisément si leurs propriétés physiques sont très différentes de celles des roches restituées.

Traces chimiques du passé

Il est fascinant que les zircons soient si résistants qu’ils permettent d’échantillonner les conditions de formation des premières roches terrestres et lunaires, celles dont ils faisaient partie.

En fait, les roches les plus anciennes que nous connaissons sur Terre ont environ 3,9 milliards d’années (Ma). En les étudiant attentivement, on découvre qu’ils contiennent d’anciens zircons datés entre 4 400 et 3 800 Ma, dans ce que l’on appelle l’Eon Hadéen.

Ces minuscules grains retiennent plusieurs des traces chimiques qui nous permettent de reconstruire l’environnement terrestre à cette étape primitive.

La surface de la Terre présentait alors des continents plus minces, formés de roches siliciques oxydées, riches en eau et issues de l’altération aqueuse des premiers protolithes qui interagissaient avec les eaux de surface à basse température.

Les zircons nous donnent ainsi, les premiers indices de la présence d’eau à la surface dès les premiers stades de notre planète.

Zircons dans les roches et météorites lunaires

Compte tenu de l’importance des cristaux de zirconium, la communauté scientifique les identifie depuis un certain temps dans les roches lunaires collectées par les astronautes des missions Apollo, mais aussi dans les météorites.

Récemment, la géochimiste Jennika Greer de l’Université de Glasgow a publié un étude détaillée provenant de l’un des zircons contenus dans l’espace lunaire 72255, collecté par Apollo 17.

L’équipe de Jennika Greer a obtenu une datation radiométrique uranium-plomb sur un zircon de 4460 ± 31 Ma, ce qui en fait le plus ancien zircon lunaire signalé jusqu’à présent.

Ils ont étudié un grain de zircon identifié dans des travaux antérieurs de Bidong Zhang, chercheur à l’Université de Californie utilisant la tomographie à sonde atomique.

40 millions d’années plus tôt qu’on ne le pensait

L’analyse de la résolution spatiale atomique de grains minéraux individuels démontre l’absence de regroupement de plomb à l’échelle nanométrique, indiquant qu’il n’a pas subi d’altération après cristallisation. Cela confirme le caractère intact du zircon et son âge précoce de formation, qui retarde en fait l’âge de la première croûte lunaire d’environ 40 millions d’années : la Lune doit s’être formée beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait auparavant.

Cette technique permet de reconnaître que ce grain de zircon n’a pas été significativement affecté par les processus d’impact postérieurs à sa formation.

Généralement, les études réalisées sur les météorites lunaires permettent de dater des événements de cristallisation ultérieurs. Récemment, par exemple, il a été possible d’identifier que La météorite Dhofar 1528 est une brèche feldspathique complexe provenant de la croûte profonde ou du manteau supérieur de la Lune.. Dans cette roche, des zircons ont été détectés dont les âges de cristallisation uranium-plomb sont d’environ 4 350 Ma.

La découverte et la datation dans la brèche lunaire 72255 mettent en évidence la valeur des missions habitées Apollo en tant que source de roches lunaires, un travail louable de ces astronautes dans un environnement extrêmement hostile.

Actualités connexes

Les mesures effectuées par Greer et ses collaborateurs représentent une nouvelle datation de la formation de la Lune, retardant sa consolidation d’environ 40 millions d’années. Cela nous indique que l’impact de Teia sur Terre a dû se produire dans les 110 millions d’années après la formation des premiers solides datés dans le système solaire.

Avec tout cela, lorsque les scientifiques parlent de merveilleux zircons, que personne ne les sous-estime ou ne les confonde avec de simples minéraux de bijouterie.