Un lien manquant avec l'histoire de Snowball Earth émerge de certains rochers inhabituels sur le Pikes Peak du Colorado

Il y a environ 700 millions d’années, la Terre s’est tellement refroidie que les scientifiques pensent que d’énormes calottes glaciaires recouvraient la planète entière comme une boule de neige géante.Ce gel global, connue sous le nom de Terre boule de neige, enduré pendant des dizaines de millions d'années.

Pourtant, miraculeusement, le début de la vie non seulement a tenu bon, mais a prospéré.Quand la glace a fondu et le sol a dégelé, une vie multicellulaire complexe est apparue, menant finalement aux formes de vie que nous reconnaissons aujourd’hui.

Le Hypothèse de la Terre boule de neige repose en grande partie sur des preuves provenant de roches sédimentaires exposées dans des zones qui autrefois nous étions le long des côtes et les mers peu profondes, ainsi que modélisation du climat.Jusqu’à présent, les scientifiques n’avaient pas la preuve physique que les calottes glaciaires recouvraient l’intérieur des continents dans les régions équatoriales chaudes.

Dans nouvelle recherche publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, notre équipe de géologues décrit le chaînon manquant, trouvé dans un grès caillouteux inhabituel encapsulé dans le granit qui forme le Pikes Peak du Colorado.

Résoudre un mystère de Snowball Earth sur une montagne

Pic Pikes, initialement nommé Tavá Kaa-vi par le peuple Ute, donne son nom ancestral, Tava, à ces rochers remarquables.Ils sont composé d'injectites de sable solidifié, qui s'est formé de la même manière qu'une injection médicale lorsqu'un fluide riche en sable a été forcé dans la roche sous-jacente.

Une explication possible de la création de ces grès énigmatiques est l’immense pression exercée par la calotte glaciaire de la Terre Boule de Neige au-dessus, forçant les sédiments mélangés à l’eau de fonte à pénétrer dans la roche affaiblie située en dessous.

Un obstacle pour tester cette idée, cependant, a été le manque d'âge pour que les roches révèlent quand les circonstances géologiques existaient pour l'injection de sable.

Nous avons trouvé un moyen de résoudre ce mystère en utilisant des veines de fer découvertes le long des injectites de Tava, près de Pikes Peak et ailleurs dans le Colorado.

Les minéraux de fer contiennent de très faibles quantités d'éléments radioactifs naturels, notamment l'uranium, qui se désintègre en élément plomb à un rythme connu.Les progrès récents dans datation radiométrique par laser nous a permis de mesurer le rapport entre les isotopes de l'uranium et du plomb dans l'hématite, un minéral d'oxyde de fer, afin de révéler depuis combien de temps les cristaux individuels se sont formés.

Les veines de fer semblent s'être formées avant et après l'injection du sable dans le substrat rocheux du Colorado :Nous avons trouvé des veines d'hématite et de quartz qui recoupaient toutes deux les dykes de Tava et étaient recoupées par les dykes de Tava.Cela nous a permis de déterminer une tranche d'âge pour les injectites de sable, qui ont dû se former il y a entre 690 millions et 660 millions d'années.

Alors, que s'est-il passé ?

Le laps de temps signifie que ces grès se sont formés pendant la période cryogénienne, il y a 720 millions à 635 millions d’années.Le nom est dérivé de « naissance froide » en grec ancien et est synonyme de bouleversement climatique et de perturbation de la vie sur notre planète – y compris Snowball Earth.

Alors que les déclencheurs du froid extrême à cette époque sont débattus, les théories dominantes impliquent changements dans l'activité des plaques tectoniques, y compris la libération de particules dans l’atmosphère qui réfléchissaient la lumière du soleil loin de la Terre.Finalement, un accumulation de dioxyde de carbone provenant du dégazage volcanique peut-être à nouveau réchauffé la planète.

Le Tava trouvé sur Pikes Peak se serait formé près de l'équateur au cœur d'un ancien continent nommé Laurentia, qui, progressivement, au fil du temps et de longs cycles tectoniques, s'est déplacé vers sa position actuelle au nord de l'Amérique du Nord.

L'origine des roches Tava a été débattue depuis plus de 125 ans, mais la nouvelle technologie nous a permis de les lier de manière concluante à la période cryogénienne de la Terre boule de neige pour la première fois.

Le scénario que nous envisageons concernant la manière dont l’injection de sable s’est produite ressemble à ceci :

Une calotte glaciaire géante avec des zones de chauffage géothermique à sa base a produit de l'eau de fonte, qui s'est mélangée aux sédiments riches en quartz en dessous.Le poids de la calotte glaciaire a créé d’immenses pressions qui ont repoussé ce fluide sableux dans un substrat rocheux déjà affaibli au fil de millions d’années.Semblable à la fracturation hydraulique pour le gaz naturel ou le pétrole aujourd'hui, la pression a fissuré les roches et poussé l'eau de fonte sableuse à l'intérieur, créant finalement les injectites que nous voyons aujourd'hui.

Des indices pour une autre énigme géologique

Non seulement les nouvelles découvertes renforcent l’hypothèse globale de la Terre boule de neige, mais la présence d’injectites de Tava dans des roches faibles et fracturées une fois recouvertes par des calottes glaciaires fournit des indices sur d’autres phénomènes géologiques.

Les écarts de temps dans l'enregistrement des roches créés par l'érosion et appelés non-conformités peut être vu aujourd'hui à travers les États-Unis, notamment au Grand Canyon, où, par endroits, plus d'un milliard d'années manquent.Les discordances se produisent lorsqu'une période prolongée d'érosion élimine et empêche la formation de nouvelles couches de roche, laissant un contact discordant.

Nos résultats confirment qu'une grande discordance près de Pikes Peak doit s'être formée avant la Terre boule de neige cryogénienne.Cela est en contradiction avec les hypothèses qui attribuent la formation de la Grande Discordance à érosion à grande échelle par les calottes glaciaires de Snowball Earth elles-mêmes.

Nous espérons que les secrets de ces insaisissables roches cryogéniennes du Colorado mèneront à la découverte d’autres enregistrements terrestres de Snowball Earth.De telles découvertes peuvent aider à développer une image plus claire de notre planète lors de phénomènes climatiques extrêmes et des processus qui ont conduit à la planète habitable sur laquelle nous vivons aujourd’hui.