L'histoire

Les scientifiques confirment que le cristal est le plus ancien morceau de la croûte terrestre


En raison de la tectonique des plaques et de l'altération, très peu de la surface primitive de la Terre reste à étudier par les scientifiques. À quelques exceptions près, la grande majorité des roches de surface de la planète sont relativement modernes, datant de moins de quelques centaines de millions d'années. Pour cette raison, les minuscules cristaux de zircon trouvés dans les roches de grès les plus récentes de la région de Jack Hills en 2001 fournissent un indice essentiel sur le mystère entourant la première histoire de la Terre.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur de géosciences John Valley de l'Université du Wisconsin a initialement déterminé l'âge des cristaux en examinant un petit échantillon et en mesurant la quantité de l'élément uranium qui s'était désintégrée en plomb. (Cette désintégration se produit rapidement et peut être utilisée comme une sorte d'horloge géologique.) Certains scientifiques, cependant, ont suggéré un problème potentiel avec cette méthode de datation, soulignant que les atomes de plomb pourraient se déplacer dans le cristal au fil du temps, provoquant Valley et ses confrères de lire un âge faussement plus avancé dans les endroits où se concentrait le plomb.

Afin de répondre à leurs préoccupations, Valley et son équipe ont récemment vérifié leurs conclusions à l'aide d'une deuxième technique de datation sophistiquée connue sous le nom de tomographie à sonde atomique, qui leur a permis de sélectionner et d'identifier des atomes de plomb individuels dans le cristal. En utilisant cette méthode, ils ont déterminé que les atomes de plomb se déplaçaient dans le cristal, mais pas suffisamment pour affecter leur calcul de l'âge. Leurs découvertes, publiées ce week-end dans la revue Nature Geoscience, ont confirmé que les cristaux se sont en fait formés il y a environ 4,4 milliards d'années, seulement 100 millions d'années après la formation de la Terre elle-même dans une boule de roche en fusion.

Mesurant seulement 200 sur 400 microns, soit environ le double du diamètre d'un cheveu humain, les cristaux pourraient ne pas ressembler à grand-chose à l'œil nu, mais leur âge avancé suggère fortement que la Terre a peut-être formé une croûte continentale beaucoup plus tôt que les scientifiques ne le pensaient auparavant. Si cela est vrai et que les températures étaient suffisamment basses une fois la croûte formée, la planète aurait peut-être été capable de maintenir de l'eau liquide à sa surface - et peut-être même de maintenir la vie - bien plus tôt qu'on ne le pensait auparavant. Comme Valley l'a dit à Reuters : « Nous n'avons aucune preuve que la vie existait à l'époque. Nous n'avons aucune preuve que ce n'était pas le cas. Mais il n'y a aucune raison pour que la vie n'ait pas pu exister sur Terre il y a 4,3 milliards d'années.


Confirmé : le plus ancien fragment de la Terre primitive a 4,4 milliards d'années

Avez-vous déjà entendu ce conseil de vie ? Lorsque la résolution d'un gros problème semble impossible, divisez-le en petites étapes.

Eh bien, les scientifiques ont juste pris l'une des plus grandes controverses de la géologie et l'ont réduite à la taille atomique. En zapping des atomes uniques de plomb dans un minuscule cristal de zircon d'Australie, les chercheurs ont confirmé que le cristal est le plus ancien fragment de roche jamais trouvé sur Terre - 4,375 milliards d'années, plus ou moins 6 millions d'années.

"Nous avons prouvé que le dossier chimique à l'intérieur de ces zircons est digne de confiance", a déclaré John Valley, auteur principal de l'étude et géochimiste à l'Université du Wisconsin, Madison. Les résultats ont été publiés aujourd'hui (23 février) dans la revue Nature Geoscience.

La confirmation de l'âge du zircon a d'énormes implications pour les modèles de la Terre primitive. Les oligo-éléments dans les plus anciens zircons de la chaîne australienne Jack Hills suggèrent qu'ils provenaient de roches riches en eau et ressemblant à du granit, telles que la granodiorite ou la tonalite, ont rapporté d'autres études. Cela signifie que la Terre s'est refroidie assez rapidement pour les eaux de surface et les roches de type continental seulement 100 millions d'années après l'impact de la Lune, la collision massive qui a formé le système Terre-Lune. [Comment s'est formée la lune ?]

"Les zircons nous montrent que la première Terre ressemblait davantage à la Terre que nous connaissons aujourd'hui", a déclaré Valley. "Ce n'était pas un endroit inhospitalier."

Histoire douteuse

Les zircons sont l'un des minéraux les plus résistants de la planète. Les anciens cristaux australiens remontent à seulement 165 millions d'années après la formation de la Terre et ont survécu à des chutes de rivières, à un enfouissement profondément dans la croûte, à un chauffage, à une compression et à un retour tectonique à la surface. Les zircons australiens, des Jack Hills, ne sont pas les roches les plus anciennes de la Terre - elles se trouvent au Canada - mais il y a environ 3 milliards d'années, les minéraux ont érodé une partie de la première croûte continentale de la Terre et sont devenus une partie du lit d'une rivière.

Les géologues ont soigneusement trié plus de 100 000 zircons microscopiques de Jack Hills qui remontent aux premières époques de la Terre, de 3 milliards à près de 4,4 milliards d'années. (La planète a 4,54 milliards d'années.) Les cristaux contiennent des inclusions microscopiques, telles que des bulles de gaz, qui offrent une fenêtre unique sur les conditions sur Terre à mesure que la vie est apparue et que les premiers continents se sont formés.

Seuls trois des plus anciens zircons ont été trouvés, ceux qui remontent à près de 4,4 milliards d'années. Leur âge extrême rend toujours les dattes suspectes, en raison d'éventuels dommages causés par les radiations. Les dommages causés par les radiations signifient que les zircons pourraient avoir été contaminés au cours de leur longue durée de vie.

Les zircons contiennent des quantités infimes de deux isotopes d'uranium naturels - les isotopes sont des atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons. L'uranium se désintègre radioactivement en plomb à un rythme constant. Compter le nombre d'isotopes du plomb est la façon dont les scientifiques datent les cristaux. Mais à mesure que l'uranium expulse les atomes de plomb, la désintégration radioactive libère des particules alpha, qui peuvent endommager les cristaux, créant des défauts. Ces défauts signifient que des fluides et des éléments extérieurs peuvent s'infiltrer dans les cristaux, mettant en doute toute conclusion sur la Terre primitive basée sur les zircons.

Plus important encore, l'uranium et le plomb peuvent se déplacer à l'intérieur d'un cristal, voire s'échapper ou pénétrer dans le zircon. Cette mobilité peut perturber le nombre d'isotopes du plomb utilisé pour calculer l'âge des zircons et est à l'origine de la controverse de plusieurs décennies sur la durée de vie des zircons de Jack Hills.

"S'il existe un processus par lequel le plomb peut se déplacer d'une partie du cristal à un autre endroit, alors l'endroit où le plomb est concentré aura un âge apparent plus avancé et l'endroit d'où il se déplace aura un âge apparent plus jeune", a déclaré Valley. .

Atome par atome

Valley et ses co-auteurs espèrent mettre fin au débat en montrant que même si l'un des plus anciens zircons de Jack Hills a subi des dommages dus aux radiations, les atomes de plomb sont restés en place. Les chercheurs ont minutieusement compté les atomes de plomb individuels dans le plus ancien zircon connu avec une technique récemment développée appelée tomographie à sonde atomique. À l'intérieur du zircon, des atomes de plomb se sont regroupés dans des zones endommagées de quelques nanomètres de large. Imaginez des cliques d'adolescents pendant le déjeuner du lycée - comme les adolescents, aucun atome de plomb n'avait quitté leurs zones.

"Nous avons démontré que ce zircon est un système géochimique fermé, et nous n'avons jamais pu le faire auparavant", a déclaré Valley. "Il ne fait aucun doute que de nombreux zircons subissent des dommages dus aux radiations, mais je pense que par rapport à ces zircons, cela devrait régler le problème une fois pour toutes", a déclaré Valley à Our Amazing Planet de Live Science.

Amas de 10 nm d'atomes radiogéniques de plomb. (Crédit image : John Valley, Université du Wisconsin)

La découverte clé, à savoir que les atomes de plomb se collent près de chez eux à l'intérieur de ce zircon primitif, signifie que les estimations d'âge basées sur les techniques de datation uranium-plomb sont exactes, rapportent les chercheurs. L'avance n'a pas assez bougé pour secouer les âges. Une mesure d'âge typique, effectuée avec une machine appelée sonde ionique, zappe des segments de zircon qui sont des milliers de fois plus gros que les amas de dommages.

"Ce travail minutieux devrait trancher le débat car il montre qu'il existe effectivement une certaine mobilité du plomb, qui a été supposée entraîner des dates trop anciennes, mais l'échelle de la mobilité est du nanomètre", a déclaré Samuel Bowring, géochimiste à MIT, qui n'a pas participé à l'étude. "Même les plus petits volumes analysés avec la sonde ionique font la moyenne des hétérogénéités", ou des variations au sein du zircon.

La nouvelle technique de la sonde atomique, bien qu'extrêmement laborieuse, peut également être utilisée pour répondre aux questions de fiabilité sur d'autres sites où des roches extrêmement anciennes ont été trouvées, ont déclaré les chercheurs. [Y a-t-il toujours eu des continents ?]

"Les bons zircons sont éternels, et cela nous aide à séparer le blé de l'ivraie d'une manière que nous n'aurions jamais pu faire auparavant", a déclaré Valley.


'Le plus vieux morceau de croûte terrestre jamais trouvé'

Un petit morceau de cristal s'est avéré être le plus ancien morceau de la croûte terrestre jamais découvert.

La gemme vieille de 4,4 milliards d'années est deux fois plus large qu'un cheveu humain et à peine visible à l'œil nu.

Il a été découvert sur une station de moutons dans la région de Jack Hills en Australie occidentale.

Des scientifiques de l'Université du Wisconsin-Madison pensent que cette découverte pourrait expliquer davantage l'histoire de la Terre et la formation de la croûte terrestre.

La croûte terrestre est une fine couche de roche qui forme la couche externe de la surface de la Terre.

Si vous considérez la Terre comme une pomme, la croûte serait sa peau.

On pense qu'il a fallu 600 millions d'années à la Terre pour se refroidir et former une croûte lorsque la Terre s'est formée il y a environ 4,6 milliards d'années.

Cependant, le cristal de zircon pourrait prouver que la croûte s'est formée plus tôt.

La gemme est un cristal de zircon, qui est déjà connu pour être le plus ancien matériau formé sur Terre.


Assez frais pour les océans

La découverte soutient la notion d'une "Terre primitive froide" où les températures étaient suffisamment basses pour soutenir les océans, et peut-être la vie, plus tôt qu'on ne le pensait auparavant, a déclaré Valley.

Cette période de l'histoire de la Terre est connue sous le nom d'éon Hadéen, du nom du dieu grec ancien des enfers Hadès en raison des conditions infernales, notamment du bombardement de météorites et d'une surface initialement en fusion.

« L'une des choses qui nous intéresse vraiment est : quand la Terre est-elle devenue habitable pour la vie ? Quand s'est-il suffisamment refroidi pour que la vie ait pu émerger ?", a déclaré Valley lors d'un entretien téléphonique.

La découverte que le cristal de zircon, et donc la formation de la croûte, date d'il y a 4,4 milliards d'années suggère que la planète était peut-être capable de soutenir la vie microbienne il y a 4,3 milliards d'années, a déclaré Valley.

"Nous n'avons aucune preuve que la vie existait alors. Nous n'avons aucune preuve que ce n'est pas le cas. Mais il n'y a aucune raison pour que la vie n'ait pas pu exister sur Terre il y a 4,3 milliards d'années", a-t-il ajouté.

Les archives fossiles les plus anciennes de la vie sont des stromatolites produits par une forme archaïque de bactéries datant d'environ 3,4 milliards d'années.

Le zircon a été extrait en 2001 d'un affleurement rocheux dans la région australienne de Jack Hills. Pour un rocher d'une telle importance, il est plutôt petit. Il ne mesure qu'environ 200 sur 400 microns, soit environ le double du diamètre d'un cheveu humain.

"Les zircons peuvent être gros et très jolis. Mais ceux sur lesquels nous travaillons sont petits et pas particulièrement attrayants, sauf pour un géologue », a déclaré Valley. "Si vous le teniez dans la paume de votre main, si vous avez une bonne vue, vous pourriez le voir sans loupe."


La plus ancienne croûte terrestre date d'il y a 4,4 milliards d'années

Le plus ancien morceau de croûte continentale connu de la Terre date de l'ère de la formation de la lune.

L'Australie détient la plus ancienne croûte continentale de la Terre, ont confirmé des chercheurs, des collines vieilles de 4,4 milliards d'années.

Depuis plus d'une décennie, les géoscientifiques se demandent si les Jack Hills, riches en fer, de l'ouest de l'Australie représentent les roches les plus anciennes de la Terre. Les nouvelles découvertes reposent sur des analyses à l'échelle atomique de minuscules cristaux dans des roches qui se sont solidifiées à partir de lave il y a des éons. (Voir aussi : « Les plus vieilles roches de la Terre découvertes ? »)

"Cela confirme notre point de vue sur la façon dont la Terre s'est refroidie et est devenue habitable", a déclaré le responsable de l'étude John Valley de l'Université du Wisconsin-Madison, dans un communiqué. "Cela peut également nous aider à comprendre comment d'autres planètes habitables se formeraient."

La Terre elle-même a un peu plus de 4,5 milliards d'années, et les chercheurs espèrent que cette nouvelle découverte donnera un aperçu de la formation de la lune et des premiers continents. Les roches de Jack Hills se sont formées seulement environ 160 millions d'années après la formation du système solaire, ce qui est étonnamment précoce.

Les cristaux de zircon analysés par les chercheurs de l'étude du journal Nature Geoscience indiquent le premier refroidissement de la croûte terrestre à partir d'un océan de lave à l'échelle de la planète. L'océan de lave est probablement né de la collision astronomique qui a créé la lune.

Dans l'étude, les chercheurs ont cherché à confirmer ou infirmer des découvertes antérieures qui avaient fait de Jack Hills l'endroit le plus ancien de la Terre. (On pense qu'une ceinture de blocs de roches vertes dans la région de la baie d'Hudson au Canada a le même âge.) La datation radioactive effectuée dans une étude de 2001 avait suggéré pour la première fois que les collines avaient environ 4,4 milliards d'années.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont rasé des facettes de minuscules zircons des roches de Jack Hills pour exposer les atomes réels de plomb radioactif piégés à l'intérieur des cristaux. Les amas qu'ils ont examinés contenaient environ 50 atomes chacun.

Ces atomes ont été piégés à l'intérieur des cristaux d'étude lorsqu'ils se sont solidifiés à partir de la lave. Ils ont commencé comme de l'uranium radioactif mais se sont désintégrés en plomb dans le processus atomique qui permet leur datation.

Les chercheurs ont ensuite examiné les atomes de plomb à la recherche de signes de radioactivité altérée qui auraient contrecarré les premières tentatives de datation radioactive. Ils n'en ont trouvé aucun.

Datant directement les atomes de plomb, ils ont découvert que l'âge des zircons était probablement de 4,374 milliards d'années, à savoir 6 millions d'années.

"Les résultats montrent que des grains uniques de zircon ancien peuvent donner une histoire riche, dont les implications remontent à la toute première histoire de notre planète", déclare Samuel Bowring du MIT, dans un commentaire accompagnant l'étude.

Les résultats du zircon, par exemple, montrent qu'il n'a fallu qu'environ 100 millions d'années pour que le granit qui a construit les premières croûtes sur Terre se forme, dit Bowring. Les chercheurs ne le savaient pas auparavant.

Le plus intrigant, les roches se sont formées très près du moment du mélange géologique qui a eu lieu lorsqu'un corps de la taille de Mars aurait percuté la Terre primitive. On pense que l'impact a créé la lune.

"Bien qu'incroyablement laborieuse", ajoute Bowring, la technique de l'équipe d'étude pourrait ensuite nous en dire plus lorsqu'elle est utilisée pour examiner les zircons à l'intérieur d'échantillons lunaires et de météorites. "Chaque morceau de matériau de plus de quatre milliards d'années est donc d'un grand intérêt."

Correction : Une version antérieure de cette histoire indiquait à tort que la plage d'erreur pour l'âge des zircons était de 6 000 ans.


Un fragment de cristal de zircon vieux de 4,4 milliards d'années est le plus ancien morceau de Terre jamais trouvé

Des scientifiques utilisant deux techniques différentes de détermination de l'âge ont montré qu'un minuscule cristal de zircon trouvé dans un ranch de moutons en Australie occidentale remonte à 4,4 milliards d'années.

"C'est la plus ancienne partie de la Terre datée de manière fiable que nous ayons, que tout le monde connaisse", a déclaré John Valley à CBS News. Valley, professeur de géosciences à l'Université du Wisconsin, a dirigé l'équipe de recherche. Écrivant dimanche dans la revue Nature Geoscience, l'équipe a déclaré que la découverte indique que la croûte terrestre s'est formée relativement peu de temps après la formation de la planète et que la petite pierre précieuse en était un vestige.

L'Australien Jack Hills, vu sur une photo de 2001. J.W. Valley Pour déterminer l'âge du fragment de zircon, les scientifiques ont d'abord utilisé une technique de datation largement acceptée basée sur la détermination de la désintégration radioactive de l'uranium en plomb dans un échantillon minéral.

Mais parce que certains scientifiques ont émis l'hypothèse que cette technique pourrait donner une fausse date en raison du mouvement possible des atomes de plomb dans le cristal au fil du temps, les chercheurs se sont tournés vers une deuxième méthode sophistiquée pour vérifier la découverte.

Ils ont utilisé une technique connue sous le nom de tomographie à sonde atomique qui a permis d'identifier des atomes de plomb individuels dans le cristal et de déterminer leur masse, et a confirmé que le zircon avait bien 4,4 milliards d'années.

Andrée Valley, Université du Wisconsin

Valley a ajouté que ces découvertes suggèrent que la Terre primitive n'était pas un endroit aussi dur que de nombreux scientifiques l'ont pensé. Il a déclaré que la datation confirmée "a vérifié et renforcé" la théorie selon laquelle la Terre "avait en réalité de l'eau liquide" il y a 4,3 milliards d'années et était peut-être capable de maintenir la vie microbienne.

John Valley, Université du Wisconsin « L'une des choses qui nous intéresse vraiment est : quand la Terre est-elle devenue habitable pour la vie pour la première fois ? Quand s'est-elle suffisamment refroidie pour que la vie ait pu émerger ? Valley a déclaré lors d'un entretien téléphonique. "Nous n'avons aucune preuve que la vie existait à l'époque. Nous n'avons aucune preuve que ce n'était pas le cas. Mais il n'y a aucune raison pour que la vie n'ait pas pu exister sur Terre il y a 4,3 milliards d'années", a-t-il ajouté.

Les archives fossiles les plus anciennes de la vie sont des stromatolites produits par une forme archaïque de bactéries datant d'environ 3,4 milliards d'années.

Le zircon a été extrait en 2001 d'un affleurement rocheux dans la région australienne de Jack Hills. Pour un rocher d'une telle importance, il est plutôt petit. Il ne mesure qu'environ 200 sur 400 microns, soit environ le double du diamètre d'un cheveu humain.

"Les zircons peuvent être gros et très jolis. Mais ceux sur lesquels nous travaillons sont petits et pas particulièrement attrayants, sauf pour un géologue", a déclaré Valley. "Si vous le teniez dans la paume de votre main, si vous avez une bonne vue, vous pourriez le voir sans loupe."

Première publication le 24 février 2014 / 12:05

&copier 2014 CBS Interactive Inc. Tous droits réservés. Reuters a contribué à ce rapport.


Le cristal vieux de 4,4 milliards d'années est le plus ancien fragment de la Terre

Il est maintenant confirmé que le zircon représenté ici est le morceau le plus ancien de la croûte terrestre. Image reproduite avec l'aimable autorisation de John W. Valley/Université du Wisconsin-Madison. Nous savons tous que la Terre est un endroit plutôt cool, mais elle est cool depuis plus longtemps qu'on ne le pensait auparavant. En utilisant deux techniques de datation, les scientifiques ont confirmé qu'un minuscule zircon, un minéral appartenant au groupe des néosilicates, de la région de Jack Hills en Australie-Occidentale est bien le plus ancien fragment de la croûte terrestre, datant de 4,4 milliards d'années. Les découvertes, d'une équipe de chercheurs dirigée par le professeur de géosciences de l'Université du Wisconsin-Madison, John Valley, renforcent la théorie de Valley selon laquelle la jeune planète était suffisamment froide pour soutenir les océans et peut-être la vie microbienne à peine 160 millions d'années après la formation du système solaire. .

Rencontrer les cristaux

Il y a treize ans, l'équipe de Valley a daté le cristal de zircon de Jack Hills en analysant la quantité de l'élément uranium se désintégrant en plomb dans la structure du cristal. L'équipe de Valley a calculé que le cristal de zircon - environ la largeur de deux cheveux humains - avait 4,4 milliards d'années. Cependant, d'autres chercheurs pensaient que la technique de datation de l'équipe pourrait être imparfaite. Ils ont émis l'hypothèse que les atomes de plomb se déplaçaient à l'intérieur du cristal, ce qui pourrait conduire à une mesure de l'âge plus ancienne. Les dernières découvertes montrent que l'équipe a correctement daté l'ancien cristal. Pour confirmer qu'ils avaient la bonne date depuis le début, l'équipe de Valley a utilisé une technique appelée tomographie à sonde atomique, qui en déduit la position latérale des atomes. En utilisant cette technique, ils ont identifié des atomes de plomb individuels regroupés dans le cristal, déterminé leur masse et confirmé que le zircon avait 4,4 milliards d'années. Ils ont publié leurs découvertes cette semaine dans la revue Nature Geoscience. "Le zircon s'est formé il y a 4,4 milliards d'années, et à 3,4 milliards d'années, tout le plomb qui existait à cette époque était concentré dans ces points chauds", a déclaré Valley dans un communiqué de presse de UW-Madison. "Cela nous permet de lire une nouvelle page de l'histoire thermique enregistrée par ces minuscules capsules temporelles en zircon."

Notre planète cool

Il y a environ 4,5 milliards d'années, un objet de la taille de Mars a percuté la Terre primitive, transformant notre planète en une sphère rouge en fusion inhospitalière et fournissant la matière première de notre lune. Les cristaux de zircon de Valley se sont formés à peine des dizaines de millions d'années après la collision, ce qui signifie que la croûte terrestre s'est formée au cours du premier éon géologique de la planète, permettant à la vie de prendre racine plus tôt qu'on ne le pensait auparavant. "Nous n'avons aucune preuve que la vie existait alors. Nous n'avons aucune preuve qu'il ne l'a pas fait. Mais il n'y a aucune raison pour que la vie n'ait pas pu exister sur Terre il y a 4,3 milliards d'années", a déclaré Valley au Chicago Tribune. Le cristal de zircon aidera les scientifiques à combler le fossé de l'histoire la plus ancienne de la Terre qui n'est pas largement préservée. Cela pourrait également aider les chercheurs à comprendre comment d'autres planètes habitables se sont formées.

Une chronologie de l'histoire de notre planète situe la formation du zircon de Jack Hills et d'une "Terre primitive froide" à 4,4 milliards d'années. Timline avec l'aimable autorisation d'Andree Valley/Université du Wisconsin-Madison.


Le cristal de zircon est le plus ancien morceau de Terre connu

Des scientifiques utilisant deux techniques différentes de détermination de l'âge ont montré qu'un minuscule cristal de zircon trouvé dans un ranch de moutons dans l'ouest de l'Australie est la plus ancienne pièce connue de notre planète, datant d'il y a 4,4 milliards d'années.

Écrivant dans la revue Nature Geoscience dimanche, les chercheurs ont déclaré que la découverte indique que la croûte terrestre s'est formée relativement peu de temps après la formation de la planète et que la petite pierre précieuse en était un vestige.

John Valley, professeur de géosciences à l'Université du Wisconsin qui a dirigé la recherche, a déclaré que les résultats suggèrent que la Terre primitive n'était pas un endroit aussi dur que de nombreux scientifiques l'ont pensé.

Pour déterminer l'âge du fragment de zircon, les scientifiques ont d'abord utilisé une technique de datation largement acceptée basée sur la détermination de la désintégration radioactive de l'uranium en plomb dans un échantillon minéral.

Mais parce que certains scientifiques ont émis l'hypothèse que cette technique pourrait donner une fausse date en raison du mouvement possible des atomes de plomb dans le cristal au fil du temps, les chercheurs se sont tournés vers une deuxième méthode sophistiquée pour vérifier la découverte.

Ils ont utilisé une technique connue sous le nom de tomographie à sonde atomique qui a permis d'identifier des atomes de plomb individuels dans le cristal et de déterminer leur masse, et a confirmé que le zircon avait bien 4,4 milliards d'années.

Pour mettre cet âge en perspective, la Terre elle-même s'est formée il y a 4,5 milliards d'années sous la forme d'une boule de roche en fusion, ce qui signifie que sa croûte s'est formée relativement peu de temps après, 100 millions d'années plus tard. L'âge du cristal signifie également que la croûte est apparue seulement 160 millions d'années après la formation même du système solaire.

La découverte soutient la notion d'une "Terre primitive froide" où les températures étaient suffisamment basses pour soutenir les océans, et peut-être la vie, plus tôt qu'on ne le pensait auparavant, a déclaré Valley.

Cette période de l'histoire de la Terre est connue sous le nom d'éon Hadéen, du nom du dieu grec ancien des enfers Hadès en raison des conditions infernales, notamment du bombardement de météorites et d'une surface initialement en fusion.

"Une des choses qui nous intéresse vraiment est : quand la Terre est-elle devenue habitable pour la vie pour la première fois ? Quand s'est-il suffisamment refroidi pour que la vie ait pu émerger ?", a déclaré Valley lors d'un entretien téléphonique.

La découverte que le cristal de zircon, et donc la formation de la croûte, date d'il y a 4,4 milliards d'années suggère que la planète était peut-être capable de soutenir la vie microbienne il y a 4,3 milliards d'années, a déclaré Valley.

"Nous n'avons aucune preuve que la vie existait alors. Nous n'avons aucune preuve qu'il ne l'a pas fait. Mais il n'y a aucune raison pour que la vie n'ait pas pu exister sur Terre il y a 4,3 milliards d'années", a-t-il ajouté.

Les fossiles les plus anciens de la vie sont des stromatolites produits par une forme archaïque de bactéries datant d'environ 3,4 milliards d'années.

Le zircon a été extrait en 2001 d'un affleurement rocheux dans la région australienne de Jack Hills. Pour un rocher d'une telle importance, il est plutôt petit. Il ne mesure qu'environ 200 sur 400 microns, soit environ le double du diamètre d'un cheveu humain.

"Les zircons peuvent être gros et très jolis. Mais ceux sur lesquels nous travaillons sont petits et pas particulièrement attrayants, sauf pour un géologue », a déclaré Valley. "Si vous le teniez dans la paume de votre main, si vous avez une bonne vue, vous pourriez le voir sans loupe."


Le plus ancien cristal de la Terre découvert en Australie

Pièce la plus ancienne D'anciens cristaux de zircon découverts en Australie-Occidentale ont été positivement datés de 4,374 milliards d'années, confirmant leur place comme la plus ancienne pièce de Terre jamais découverte, selon une nouvelle étude.

La recherche rapportée dans la revue Géosciences de la nature, signifie que la Terre a commencé à former une croûte bien plus tôt qu'on ne le pensait, à la suite de l'événement d'impact géant qui a créé le système Terre-Lune il y a 4,5 milliards d'années.

"Cet âge est de 300 millions d'années plus ancien que le plus ancien âge précédemment daté [d'autres cristaux], et seulement 100 millions d'années après l'océan de magma", explique l'auteur principal de l'étude, le professeur John Valley de l'Université du Wisconsin.

"C'est à ce moment-là que la Terre a commencé à fabriquer une croûte protocontinentale, qui est chimiquement différenciée du manteau. Les preuves chimiques des zircons correspondent bien à ce que nous appelons une composition intermédiaire. à mi-chemin entre le granit et le basalte."

Valley et ses collègues ont déjà utilisé la datation radioactive à l'uranium et au plomb pour déterminer l'âge d'un échantillon de cristal de zircon (nommé 01JH36-69), qui a été trouvé il y a 15 ans dans du grès métamorphisé à Jack Hills, à 800 kilomètres au nord de Perth.

L'uranium se désintègre radioactivement en plomb à une vitesse connue, ce qui permet de déterminer l'âge en fonction du rapport uranium/plomb dans l'échantillon.

Cependant, l'exactitude de l'utilisation de cette méthode pour dater les cristaux de zircon a suscité des inquiétudes, ce qui signifie qu'il existe une incertitude quant à l'âge exact de l'échantillon de Jack Hills.

Maintenant, Valley et ses collègues ont utilisé une nouvelle technique pour confirmer la validité de leurs découvertes originales.

Deuxième datation

La structure cristalline du zircon a des sites spécifiques où seuls les atomes d'une taille et d'une charge données s'adapteront.

Ces emplacements concentrent les atomes d'uranium et excluent le plomb, de sorte que le seul plomb trouvé sur ces sites est généré par la désintégration radioactive de l'uranium.

Lorsque l'uranium se transforme en plomb, il émet des particules alpha qui font reculer les atomes de plomb générés à partir de l'uranium et se déplacer vers d'autres parties du cristal, où ils s'accumulent.

"Si cela se produit, les endroits où le plomb a été retiré apparaîtront plus jeunes qu'ils ne le sont, tandis que les endroits où le plomb a migré sembleront plus vieux", explique Valley.

Ce problème de mobilité du plomb a conduit certains à remettre en question la fiabilité de la méthode de datation des zircons, mais Valley et ses collègues ont découvert qu'elle n'affectait pas les rapports isotopiques.

En utilisant la tomographie par sonde atomique, les auteurs ont identifié les distances sur lesquelles les atomes se déplacent sont si petites qu'elles n'affectent pas l'analyse.

« Nous capturons à la fois les domaines appauvris en plomb et enrichis en plomb, de sorte que le ratio que nous mesurons est moyenné », explique Valley.

"Nous obtenons le vrai rapport de l'uranium parent au plomb fille, et donc nous obtenons le vrai âge."

Image complète

La confirmation de l'âge comble l'écart entre l'impact de la génération de la Lune et la formation de la croûte terrestre, selon le professeur Samuel Bowring du Massachusetts Institute of Technology.

Bowring, qui a écrit un article d'opinion sur la recherche, pense que les résultats indiquent que l'eau de la Terre n'avait pas besoin de provenir d'astéroïdes, au cours d'une période connue sous le nom de bombardement lourd tardif il y a 3,9 milliards d'années.

Au lieu de cela, cela suggère que de l'eau était présente dans l'océan de magma liquide qui a formé les cristaux de zircon.

"Nous ne saurons jamais combien d'eau il y avait vraiment, mais l'interprétation la plus simple de ces zircons provenant de roches granitiques, c'est que nous avions une planète hydrique dès le début", explique Bowring.

"L'eau s'est probablement accumulée avec le reste des parties de la Terre au fur et à mesure que la planète s'est formée."

MISE À JOUR: La version originale de cette histoire faisait référence au cristal de zircon comme la plus ancienne roche trouvée. Il a été changé en cristal.

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À 4,4 milliards d'années, les cristaux d'oz sont confirmés comme les plus anciens au monde

Les couleurs des cristaux de zircon vont du transparent au rouge foncé.

Avec l'aimable autorisation de l'Université du Wisconsin

Les scientifiques ont utilisé une nouvelle technique puissante pour prouver que certains minuscules cristaux trouvés en Australie occidentale sont en effet les plus anciens matériaux connus formés sur Terre.

En 2001, des scientifiques ont rapporté que l'un des cristaux de zircon avait environ 4,4 milliards d'années, si vieux que tout le monde n'y croyait pas.

"Il y a eu des défis, car rien dans la science ne va sans être remis en question. Cela doit toujours être prouvé", explique John Valley, géochimiste à l'Université du Wisconsin, Madison.

Crédit : Alyson Hurt/NPR, d'après un graphique d'Andree Valley

Les cristaux se sont formés juste des dizaines de millions d'années après qu'une proto-Terre ait été fondue par un impact violent avec un objet de la taille de Mars. Le crash a créé la lune et a transformé notre jeune planète en une boule rouge de roche en fusion.

"Il aurait brillé presque comme une étoile. Rien ne pourrait exister à la surface. Il n'y aurait pas de masse continentale. Il n'y aurait pas d'eau liquide. Et il n'y aurait certainement pas eu de vie à cette époque", explique Valley.

Les morceaux de zircon suggèrent que ces conditions ardentes et inhospitalières n'ont en fait pas duré longtemps - que la croûte continentale de la Terre s'est formée très tôt et que la planète a commencé à être plus accueillante.

Les cristaux sont si petits que si vous en aviez un dans la paume de votre main, vous ne pourriez pas le voir sans une loupe. Certains ont des bords dentelés, tandis que d'autres ressemblent à des bonbons à la gelée lisses. "Les couleurs peuvent aller du transparent au rouge foncé", explique Valley.

Les géologues les ont trouvés dans un ranch de moutons dans une partie reculée de l'Australie occidentale appelée Jack Hills, dans des grès qui étaient une plage il y a environ 3 milliards d'années.

"C'est toujours époustouflant", dit Valley. "Je veux dire, collecter des échantillons qui se trouvaient sur une plage il y a 3 milliards d'années - et trouver des cristaux qui étaient plus d'un milliard d'années plus vieux que la plage - est vraiment surprenant et merveilleux."

Dans leur rapport original, Valley et ses collègues avaient déterminé l'ancienneté du cristal en examinant une petite partie de celui-ci et en analysant la quantité de l'élément uranium qui s'était désintégrée en plomb.

Les zircons Hadean --€ les "plus vieux morceaux de Terre encore trouvés --€" ont été découverts près d'ici, dans un ranch de moutons à Jack Hills, en Australie occidentale. Avec l'aimable autorisation de l'Université du Wisconsin masquer la légende

Les zircons Hadean --€ les "plus vieux morceaux de Terre encore trouvés --€" ont été découverts près d'ici, dans un ranch de moutons à Jack Hills, en Australie occidentale.

Avec l'aimable autorisation de l'Université du Wisconsin

Mais certains scientifiques ont signalé un problème potentiel : des atomes de plomb pourraient se déplacer à l'intérieur du cristal. "Et si cela se produit, dans les endroits où il est concentré, vous mesurerez un âge plus avancé que l'âge réel", explique Valley.

L'équipe de Valley s'est récemment attaquée à ce problème avec un nouvel instrument puissant qui peut extraire et identifier des atomes individuels, pour créer une sorte de carte de leur distribution à l'intérieur du cristal.

Merveilles de Krulwich.

Le plus vieux rocher du monde nous raconte une histoire

Ils ont découvert que les atomes de plomb se déplacent, mais seulement un tout petit peu - pas assez pour affecter leurs calculs d'âge. Ce cristal particulier qu'ils ont analysé, disent-ils, a 4,374 milliards d'années, plus ou moins 6 millions d'années.

Science

Le Grand Canyon est peut-être plus vieux (et plus jeune) que vous ne le pensez

Sam Bowring, a geologist at the Massachusetts Institute of Technology, says it's pretty hard to argue with this new study, which appears this week in the journal Nature Geoscience.

Le bidirectionnel

If Yellowstone Could Talk, It Might Squeak. Blame The Helium

"I think people will be impressed with the technique and impressed with the conclusions and agree with them," he says.

Having something that appeared so soon after the Earth-moon system was formed means that scientists are closing the gap in the part of the Earth's history that is not preserved, says Bowring.

"I think that really is profound, if you think about it," he says. "Now we're talking about a history on this planet that goes back to almost the day that the planet was born."

If geologists are lucky, he says, someday they may stumble over a big rock that's as old as these little crystals.


Crystal confirmed as oldest known piece of Earth

On a sheep farm in Australia, scientists from the University of Wisconsin have found what they believe is the oldest piece of Earth ever discovered.

"Here it is, a zircon crystal 4.4 billion years old. That's almost as old as the earth itself which is thought to be 4.5 billion years old." (Via CBS)

The crystals are thought to have formed just millions of years after our planet was only a ball of molten rock — much too hot to support life or even land masses. (Via History Channel)

The study's lead researcher, professor John Valley, said in a statement, "This confirms our view of how the Earth cooled and became habitable. This may also help us understand how other habitable planets would form." (Via University of Wisconsin)

The zircon crystals are so tiny, if you were holding one in the palm of your hand you wouldn't even know it without a microscope. They come in all different shapes and can be completely transparent all the way to a deep red color.

The sheep farm in Australia, called Jack Hills where the crystals were found, was actually a beach about 3 billion years ago, researchers say. The scientists say even then the crystals were merely a speck of sand. (Via NASA)

Now, the position of the atoms in the crystals is how the researchers determined their age, but some critics say it's possible those atoms could have shifted — making the crystal appear older than they actually are. But the study's lead researcher explained to NPR his team was able to confirm the age using an instrument that can extract atoms from the crystals.

A geologist at the Massachusetts Institute of Technology backed up the method, "I think people will be impressed with the technique and impressed with the conclusions and agree with them. Now we're talking about a history on this planet that goes back to almost the day that the planet was born."

Valley's team is now using that technique to look at zircons from the moon brought back from the Apollo astronauts. The hope is one day they will stumble over a larger form of a zircon that dates back just as far, if not farther than the new findings.

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