Une image `` Blue Marble '' de la Terre prise à partir de l'instrument VIIRS à bord du satellite d'observation de la Terre de la NASA - Suomi NPP - le 4 janvier 2012.
(Image: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
La planète Terre n'a pas de certificat de naissance pour enregistrer sa formation, ce qui signifie que les scientifiques ont passé des centaines d'années à lutter pour déterminer l'âge de la planète. Alors, quel âge a la Terre?
En datant les roches de la croûte terrestre en constante évolution, ainsi que les roches des voisins de la Terre, comme la lune et les météorites en visite, les scientifiques ont calculé que la Terre a 4,54 milliards d'années, avec une plage d'erreur de 50 millions d'années.
Quel âge ont vos roches?
Les scientifiques ont fait plusieurs tentatives pour dater la planète au cours des 400 dernières années. Ils ont tenté de prédire l'âge en fonction de l'évolution du niveau de la mer, du temps qu'il a fallu à la Terre ou au soleil pour se refroidir aux températures actuelles et de la salinité de l'océan. À mesure que la technologie de datation progressait, ces méthodes se sont révélées peu fiables; par exemple, la montée et la chute de l'océan s'est avérée être un processus en constante évolution plutôt que progressivement en déclin.
Et dans un autre effort pour calculer l'âge de la planète, les scientifiques se sont tournés vers les roches qui couvrent sa surface. Cependant, comme la tectonique des plaques change et réorganise constamment la croûte, les premières roches ont depuis longtemps été recyclées, fondues et reformées en nouveaux affleurements.
Les scientifiques doivent également lutter contre un problème appelé la grande discordance, où les couches sédimentaires de roche semblent manquer (au Grand Canyon, par exemple, il y a 1,2 milliard d'années de roche introuvable). Il existe plusieurs explications à cette non-conformité; Au début de 2019, une étude a suggéré qu'une ère glaciaire mondiale avait provoqué la fonte des glaciers dans la roche, entraînant sa désintégration. La tectonique des plaques a ensuite renvoyé la roche concassée à l'intérieur de la Terre, supprimant les anciennes preuves et la transformant en nouvelle roche.
Au début du XXe siècle, les scientifiques ont affiné le processus de datation radiométrique. Des recherches antérieures avaient montré que les isotopes de certains éléments radioactifs se désintègrent en d'autres éléments à un rythme prévisible. En examinant les éléments existants, les scientifiques peuvent calculer la quantité initiale d'un élément radioactif, et donc le temps qu'il a fallu aux éléments pour se désintégrer, leur permettant de déterminer l'âge de la roche.
Les roches les plus anciennes sur Terre découvertes à ce jour sont les gneiss d'Acasta dans le nord-ouest du Canada près du Grand lac des Esclaves, qui ont 4,03 milliards d'années. Mais des roches de plus de 3,5 milliards d'années se trouvent sur tous les continents. Le Groenland possède les roches supracrustales d'Isua (âgées de 3,7 à 3,8 milliards d'années), tandis que les roches du Swaziland sont de 3,4 milliards à 3,5 milliards d'années. Les échantillons en Australie-Occidentale s'étalent sur 3,4 à 3,6 milliards d'années.
Des groupes de recherche en Australie ont découvert les plus anciens grains minéraux de la Terre. Ces minuscules cristaux de silicate de zirconium ont des âges qui atteignent 4,3 milliards d'années, ce qui en fait les matériaux les plus anciens trouvés sur Terre jusqu'à présent. Leurs roches mères n'ont pas encore été retrouvées.
Les roches et les zircons fixent une limite inférieure à l'âge de la Terre de 4,3 milliards d'années, car la planète elle-même doit être plus ancienne que tout ce qui se trouve à sa surface.
Lorsque la vie est apparue, c'est toujours un débat, en particulier parce que certains des premiers fossiles peuvent apparaître sous forme de roches naturelles. Certaines des premières formes de vie ont été découvertes en Australie occidentale, comme annoncé dans une étude de 2018; les chercheurs ont trouvé de minuscules filaments dans des roches vieilles de 3,4 milliards d'années qui pourraient être des fossiles. D'autres études suggèrent que la vie est née encore plus tôt. Les tubes d'hématite dans la roche volcanique du Québec auraient pu contenir des microbes il y a entre 3,77 et 4,29 milliards d'années. Les chercheurs observant des roches dans le sud-ouest du Groenland ont également vu des structures en forme de cône qui auraient pu entourer les colonies microbiennes il y a environ 3,7 milliards d'années.
Rencontrez les voisins
Dans un effort pour affiner davantage l'âge de la Terre, les scientifiques ont commencé à regarder vers l'extérieur. Le matériau qui a formé le système solaire était un nuage de poussière et de gaz qui entourait le jeune soleil. Les interactions gravitationnelles ont fusionné ce matériau dans les planètes et les lunes à peu près en même temps. En étudiant d'autres corps du système solaire, les scientifiques sont en mesure d'en savoir plus sur les débuts de l'histoire de la planète.
Le corps le plus proche de la Terre, la lune, ne subit pas les processus de resurfaçage qui se produisent à travers le paysage terrestre. En tant que tel, des roches de l'histoire lunaire primitive reposent toujours à la surface de la lune. Les échantillons retournés des missions Apollo et Luna ont révélé des âges compris entre 4,4 milliards et 4,5 milliards d'années, contribuant à limiter l'âge de la Terre. La façon dont la lune s'est formée est un sujet de débat; tandis que la théorie dominante suggère qu'un objet de la taille de Mars s'est écrasé sur la Terre et que les fragments ont finalement fusionné dans la lune, d'autres théories suggèrent que la lune s'est formée avant la Terre. [Connexes: Comment la Terre s'est-elle formée?]
En plus des grands corps du système solaire, les scientifiques ont étudié les petits visiteurs rocheux tombés sur Terre. Les météorites proviennent d'une variété de sources. Certains sont rejetés des autres planètes après de violentes collisions, tandis que d'autres sont des morceaux restants du premier système solaire qui n'ont jamais grandi suffisamment pour former un corps cohérent.
Bien qu'aucune roche n'ait été délibérément renvoyée de Mars, des échantillons existent sous la forme de météorites tombées sur Terre il y a longtemps, permettant aux scientifiques de faire des approximations sur l'âge des roches sur la planète rouge. Certains de ces échantillons datent de 4,5 milliards d'années, soutenant d'autres calculs de la date de la formation planétaire précoce.
Plus de 70 météorites tombées sur Terre ont vu leur âge calculé par datation radiométrique. Les plus anciens d'entre eux ont entre 4,4 et 4,5 milliards d'années.
Il y a cinquante mille ans, un rocher a jailli de l'espace pour former Meteor Crater en Arizona. Des éclats de cet astéroïde ont été récupérés sur le bord du cratère et portent le nom du Canyon Diablo à proximité. La météorite Canyon Diablo est importante car elle représente une classe de météorites avec des composants qui permettent une datation plus précise.
En 1953, Clair Cameron Patterson, géochimiste de renom au California Institute of Technology, a mesuré des ratios d'isotopes de plomb dans des échantillons de météorite qui imposent des contraintes strictes sur l'âge de la Terre. Des échantillons de la météorite montrent une propagation de 4,53 milliards à 4,58 milliards d'années. Les scientifiques interprètent cette plage comme le temps qu'il a fallu au système solaire pour évoluer, un événement graduel qui s'est déroulé sur environ 50 millions d'années.
En utilisant non seulement les roches sur Terre mais aussi les informations recueillies sur le système qui l'entoure, les scientifiques ont pu situer l'âge de la Terre à environ 4,54 milliards d'années. À titre de comparaison, la galaxie de la Voie lactée qui contient le système solaire a environ 13,2 milliards d'années, tandis que l'univers lui-même est daté de 13,8 milliards d'années.
Lectures complémentaires:
- Découvrez où se trouvent les roches les plus anciennes des États-Unis.
- Apprenez-en plus sur les roches et les minéraux les plus anciens du monde, grâce au American Natural History Museum.
- En savoir plus sur la détermination de l'âge de la Terre à partir de l'US Geological Survey.
Cet article a été mis à jour le 7 février 2019 par la contributrice de Space.com Elizabeth Howell.
