Les plus vieilles roches du monde sont au Québec

Une équipe de géologues de l'UQAM, du ministère des Ressources naturelles du Québec (MRSQ) et de l'université Simon Fraser en Colombie-Britannique vient de découvrir dans le nord du Québec les plus vieilles roches volcaniques du monde. Cette découverte représente en quelque sorte un instantané photographique de l'état de notre planète il y a 3,825 milliards d'années, soit moins d'un milliard d'années après que sa formation ait débuté.

Jean David, géologue au MRSQ et chercheur associé au GEOTOP-UQAM-McGill, prévient que des chercheurs accourront des quatre coins du globe pour recueillir des échantillons de ces pierres «précieuses» pour la science puisqu'elles devraient nous renseigner sur les processus qui ont conduit à la formation de la Terre ainsi que sur l'apparition des premières formes de vie.

Affleurant à la surface, les roches en question ont été repérées sur les côtes de la baie d'Hudson, au sud du village inuit d'Inukjuak, alors que les géologues procédaient à la cartographie du territoire.

Soufflées à la surface du globe lors d'une éruption volcanique, ces roches constituent un échantillon du manteau — cette enveloppe située au-dessous de la croûte continentale et entourant le noyau ou coeur de notre planète — tel qu'il était constitué il y a 3,825 milliards d'années, commente Jean David.

Les volcans étaient principalement subaquatiques à cette époque, précise le géologue. Ce qui explique que ces roches volcaniques soient voisines de roches sédimentaires — des roches qui résultent de l'empilement de couches de sédiments au fond des mers — aussi anciennes.

«En analysant la composition de ces roches âgées de 3,825 milliards d'années, on peut déduire les processus qui étaient actifs à cette époque, poursuit le chercheur. On peut dresser un portrait de la croûte terrestre au cours de sa formation.»

Au début, il y a 4,6 milliards d'années, des poussières flottant dans le cosmos se sont agglomérées pour former la Terre, raconte Jean David. Les matériaux radioactifs qui composaient ces poussières ont ensuite généré suffisamment de chaleur pour provoquer leur fusion. Dans cette soupe magmatique, certains minéraux, dits réfractaires, comme le zircon et la silice, ont été repoussés vers la surface où ils ont formé la croûte terrestre. Le manteau s'est alors appauvri en certains minéraux et a concentré ceux qui sont restés en place.

«Lors de leur formation, les minéraux attrapent et enveloppent parfois des gouttelettes de liquide, ajoute le géologue. Ces "inclusions fluides", comme on les appelle, nous donnent une idée des différents liquides qui existaient au moment de la formation des roches qui les renferment. Elles conservent parfois les traces d'activité bactérienne.»

Récemment, des chercheurs français ont découvert des gouttelettes d'eau dans des gisements de fer enfouis sous l'eau. Grâce à une microsonde électronique, ils ont analysé le contenu en carbone, en hydrogène et en oxygène de ces «inclusions fluides». Or, «la composition des isotopes de carbone retrouvés dans ces inclusions s'est avérée similaire à celle produite par une activité bactérienne, relate Jean David. Ce qui constitue une évidence de l'existence de bactéries sur Terre il y a 3,8 milliards d'années.»

«La découverte de matériaux aussi anciens bien préservés demeure un événement rarissime», dit-il. Des roches volcaniques datées de 3,75 milliards d'années avaient déjà été mises au jour à Isua, à l'ouest du Groenland. Mais cette nouvelle découverte vient repousser encore plus loin notre connaissance de l'histoire de notre planète.

Pour évaluer l'âge du nouvel affleurement rocheux identifié, les géologues ont recueilli des échantillons de matériaux volcaniques riches en silice et en zircon, deux minéraux qui sont crachés au cours des derniers moments d'une éruption. À l'aide d'un spectromètre de masse situé dans les laboratoires du département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'UQAM, Jean David a ensuite mesuré les proportions d'uranium et de plomb radioactifs présents dans les minéraux de zircon contenus dans ces échantillons.

Lorsque le zircon cristallise, il accapare certains atomes d'uranium radioactifs qui se désintègrent au cours du temps en plomb radioactif, explique-t-il. Connaissant le temps que met l'uranium (sa demi-vie) à se décomposer en plomb, on peut alors déduire l'âge du minéral en mesurant la quantité de plomb formé dans la roche.