Une étude, dont les résultats intitulés «The emergence of subaerial crust and onset of weathering 3.7 billion years ago» ont été publiés dans le cadre de EGU General Assembly 2021, a permis, alors que «les indices sont rares et reposent sur des méthodes peu fiables», d'effectuer une datation à l'aide de la barytine, qui repousse dans le temps l'âge de formation de la croûte continentale, essentielle à la tectonique des plaques et à l'émergence de la vie sur Terre.

Relevons tout d'abord que «la Terre est la seule planète connue où la tectonique des plaques est active, ce qui a permis l'émergence de terres et la formation de la biosphère». Jusqu'ici, «différentes études ont établi que la tectonique des plaques a commencé entre vers la fin de l'Hadéen il y a environ 4 milliards d’années et il y a 700 millions d'années», une échelle de temps très large en raison d'un manque important d'indices.

Si «actuellement, la croûte continentale se forme par fusion partielle de roches du manteau ou des basaltes océaniques dans les zones de subduction», durant «l'Archéen (il y a plus de 2,5 milliards d'années), la Terre était beaucoup plus chaude et la croûte océanique en subduction atteignait sa température de fusion bien plus rapidement, avant même d'être 'recyclée'». A cause de cela, «il ne reste pratiquement aucune trace de cette croûte juvénile: moins de 7 % de la croûte continentale actuelle daterait de plus de 3 milliards d'années, selon une étude de 2020».

Dans ce contexte, «les méthodes actuelles de datation se basent principalement sur les isotopes du strontium présents dans les carbonates marins», car «lorsque la croûte continentale est érodée ou altérée, elle ajoute dans l'océan des minéraux ou des nutriments qui vont précipiter dans les carbonates marins». Cependant, comme «au-delà de 3 milliards d'années, ces roches sont rares et sont susceptibles d'avoir été métamorphosées ou tout simplement altérées», il «est difficile d'en conclure quoi que ce soit».

Pour sa part, l'étude ici présentée a trouvé un nouveau moyen «pour retracer la première émergence de roches anciennes: la barytine», un minéral qui «se forme à partir d'une combinaison de sulfates provenant de l'eau de mer» se mélangeant «à du baryum provenant d'évents hydrothermaux». Sa composition chimique et isotopique, contrairement aux carbonates, «reste identique au fil du temps, constituant un véritable 'registre océanique' permettant de reconstruire les évènements anciens».

Six gisements différents sur trois continents distincts, «allant d'environ 3,2 milliards à 3,5 milliards d'années» ont été testés. Concrètement, à partir du calcul du «rapport des isotopes du strontium dans la barytine», le moment «où la roche continentale s'est altérée dans l'océan et s'est incorporée dans la barytine» a été déduit. Cela a permis d'établir «que l'altération a commencé il y a environ 3,7 milliards d'années, soit 500 millions d'années plus tôt qu'on ne le pensait auparavant».