MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE

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Métamorphisme et refroidissement de la Terre

La Terre se refroidit. Elle était quatre fois plus chaude qu’aujourd’hui au début de l’Archéen (il y a 4 Ga) et deux fois plus chaude à sa fin (il y a 2,5 Ga). Ce régime thermique variable au cours de l’histoire de la Terre a sans doute eu une influence sur le style tectonique, qui a dû évoluer au cours du temps. La tectonique des plaques telle que nous la connaissons à l’heure actuelle et qui vient d’être décrite en détail, avec des déplacements horizontaux importants et des zones de convergence aux limites des plaques caractérisées par la subduction suivie de la collision, n’aurait pas toujours été opérationnelle lorsque la Terre était plus chaude. Pour beaucoup d’auteurs, la tectonique des plaques aurait débuté il y a environ 3 Ga. Mais il n’y a pas de réel consensus sur la question.

Dans la mesure où le métamorphisme permet d’évaluer les conditions thermiques d’une région, l’étude du métamorphisme est susceptible d’apporter des éléments concernant l’évolution thermique du globe. D’autant que tous les rares témoins de l’histoire précoce de notre globe sont des roches métamorphiques ! Une des approches possibles pour tester ce vraisemblable changement de style tectonique à travers les âges consiste à tester l’évolution du gradient métamorphique d’une zone de subduction.

L’apparition du métamorphisme d’UHP, stade extrême du métamorphisme de HP-BT, est sans doute un jalon majeur de la tectonique des plaques. Celui-ci, dont le témoin le plus ancien (actuellement connu), au Mali, a 620 Ma, doit-il être interprété comme marqueur du début de la tectonique des plaques ? Ou bien comme témoin d’un changement de régime thermique de la subduction ? En effet, au début de la tectonique des plaques, le gradient de subduction aurait pu être plus chaud qu’à l’heure actuelle et aurait été de type MP-HT, traversant les faciès métamorphiques schiste vert et amphibolite. Dans ce cas, les conditions d’« ultrahautes pressions » seraient atteintes à des températures de plus de 1 100 0C, températures qui sont celles du liquidus de la croûte continentale. Dans ces conditions, il ne pouvait y avoir de roches métamorphiques d’UHP.

Malheureusement, cette étape de la subduction est très précoce dans l’histoire de la chaîne et nous avons vu que celle-ci a bien peu de chance d’être préservée. Aussi, la caractérisation de l’évolution de la Terre primitive ne sera pas facile, d’autant plus que les témoins des formations archéennes sont rarissimes. Il n’existe pas, pour l’instant, de témoins indiscutables qui nous permettraient de répondre à ces questions.

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Diagramme pression-température (P-T) dans le métamorphisme

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Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Exemples de recristallisation de roches métamorphiques

Exemples de recristallisation de roches métamorphiques
Crédits : Christian Nicollet

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Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique

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Trajets PTt caractéristiques de contextes géodynamiques différents

Trajets PTt caractéristiques de contextes géodynamiques différents
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Écrit par :

  • : professeur des Universités à l'université Blaise-Pascal de Clermont-Ferrand

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Pour citer l’article

Christian NICOLLET, « MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 novembre 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metamorphisme-et-geodynamique/