Une recette simple pour fabriquer la croûte continentale

La croûte continentale terrestre se distingue par une composition fortement enrichie en Si, Al et métaux alcalins (une composition ‘felsique’). Mais quelle est l’origine de cette croûte ? Cette question a toujours fasciné les scientifiques mais aussi le grand public, d’autant plus qu’il n’existe aucune roche terrestre datant de l’Hadéen, c’est-à-dire les premiers 500 millions d’années de l’histoire de notre planète.

Une étude pluridisciplinaire impliquant des chercheurs français, allemands, américains et russes a permis d’établir les conditions physico-chimiques et les ingrédients nécessaires pour former la toute première croûte felsique sur Terre et, probablement, sur Mars.

Les chercheurs ont procédé à des expériences en laboratoire afin de reproduire les interactions magmas-roches-fluides aux conditions qui régnaient sur notre planète il y a plus de 4 milliards d’année. Ces expériences démontrent que la mise en contact de serpentinites (des péridotites hydratées) et de magma basaltique à une température et une pression correspondant à des profondeurs de 6 km sur Terre permet de produire des magmas de composition felsique qui pourraient être le prototype de la première croûte continentale sur la Terre et Mars. Ces processus auraient eu lieu peu après la solidification de la couche supérieure de ces planètes – qui étaient à l’origine recouvertes d’un océan magmatique de composition identique à celle du manteau, c’est-à-dire de nature péridotitique.  Ils font suite à l’interaction de cette croûte péridotitique avec l’océan liquide primitif. Ainsi, ce modèle d’interaction entre les roches serpentinisées et les magmas basaltiques propose une recette simple et efficace pour la fabrication de la croûte felsique dans un contexte géodynamique qui ne nécessite pas la subduction de plaques – paradigme qui est couramment admis dans la plupart des modèles géodynamiques existants.

Ressource complémentaire

• Publication scientifique : Hydrated Peridotite – Basaltic Melt Interaction Part I: Planetary Felsic Crust Formation at Shallow Depth – Frontiers in Earth Science by Borisova A.Y., Zagrtdenov N.R., Toplis M.J., Bohrson W.A, Nedelec A., Safonov O.G., Pokrovski G.S., Ceuleneer G., Melnik O.E., Bychkov A.Y., Gurenko A.A., Shcheka S., Terehin A., Polukeev V.M., Varlamov D.A., Chariteiro K.E.A., Gouy S., de Parseval P., https://doi.org/10.3389/feart.2021.640464

Contact IRAP

• Michael J. Toplis, michael.toplis@obs-mip.fr