Une étude, dont les résultats intitulés «Archean lithospheric differentiation: Insights from Fe and Zn isotopes» ont été publiés dans la revue Geology, rapporte que de nouvelles analyses de roches datant de plusieurs milliards d'années, obtenues par une nouvelle méthode de géochimie isotopique, remettent en question l'un des mécanismes de production de la croûte continentale.

Relevons tout d'abord que «presque 50 ans après la constitution de la théorie de la tectonique des plaques, l'indispensable cadre permettant de comprendre les phénomènes géologiques depuis au moins un milliard d'années sur Terre, nous ne savons toujours pas vraiment comment les continents se sont formés ni quand la tectonique des plaques et leur dérive a débuté».

On sait, cependant, «qu'il existe dans les continents des noyaux de croûte continentale qui peuvent remonter à presque 4 milliards d'années». Dénommés cratons, «ils contiennent fréquemment des cortèges de roches intrusives avec une composition granitique (quartz et feldspath), mais ne contenant qu'une petite partie de feldspath potassique, nommés les tonalite-trondhjémite-granodiorite ou TTG».

D'autre part, comme, pendant l'archéen, «la période géologique qui s'étend entre 4 milliards d'années et 2,5 milliards d'années», la Terre était plus chaude et avec un manteau plus convectif, «si des plaques tectoniques existaient déjà alors, elles étaient probablement plus petites et animées de mouvements de dérives plus rapides».

La subduction d'une plaque océanique sous une autre est «l'un des mécanismes proposés pour faire émerger la croûte continentale (qui n'est pas chimiquement homogène et qui est essentiellement constituée de roches magmatiques acides (granitoïdes) et de roches métamorphiques avec, par endroit, des strates de roches sédimentaires)».

Plus précisément, une plaque océanique, qui «est composée de gabbros et basaltes dans la partie crustale (la croûte océanique) et de péridotites dans la partie mantellique (manteau lithosphérique)», contient des sédiments gorgés d'eau de sorte que lorsqu'une plaque océanique s'enfonce dans le manteau, «cette eau va abaisser le point de fusion des péridotites au-dessus de la plaque plongeant, ce qui va produire un magma particulièrement riche en silice». On obtient alors en surface «des arcs volcaniques avec des volcans crachant des laves visqueuses comme les andésites» qui «contribue à former de la croûte continentale».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée remet en cause «la subduction océanique comme origine des plaques continentales».

Concrètement, la mesure par une nouvelle méthode des «isotopes du fer et du zinc dans les roches issues de cratons archéens provenant de la Sibérie centrale et de l'Afrique du Sud» révèle que la composition chimique des fragments de roche n'est pas cohérente «avec ce que nous voyons habituellement lorsque la subduction se produit», car «si les continents étaient formés par subduction et tectonique des plaques», le rapport des isotopes du fer et du zinc devrait être «très élevé ou très faible», alors qu'il apparaît que le rapport des isotopes est «similaire à celui trouvé dans les roches produites sans subduction».