Les environnements anciens de l’Australie – documentés dans les chants aborigènes depuis des millénaires – révèlent désormais des secrets plus profonds grâce à une source inattendue : les rayons cosmiques piégés dans des cristaux minéraux. Une nouvelle étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences, démontre comment ces « horloges cosmiques » peuvent révéler l’évolution des paysages, depuis les systèmes fluviaux et les côtes jusqu’à la formation de gisements minéraux précieux.
Le temps profond et la surface de la Terre en constante évolution
La surface de la Terre est un champ de bataille entre l’érosion et le soulèvement. Les montagnes s’élèvent, puis s’effondrent ; les côtes avancent, puis reculent. Comprendre comment ces processus se sont déroulés sur des millions ou des milliards d’années est essentiel pour prédire comment les paysages réagiront aux changements futurs, tels que les changements climatiques ou les fluctuations du niveau de la mer. Mesurer directement l’évolution des paysages anciens a été difficile – jusqu’à présent.
Les chercheurs ont récupéré des échantillons sur les rivages enfouis le long de la plaine de Nullarbor en Australie, révélant une histoire dramatique. La région était autrefois un fond marin, abritant plus tard des kangourous arboricoles géants et des lions marsupiaux, et constitue aujourd’hui l’un des endroits les plus plats et les plus secs de la planète. Ces plages anciennes contiennent de fortes concentrations de zircon, un minéral qui agit comme une capsule temporelle remarquablement stable.
L’empreinte cosmique : comment ça marche
La Terre est constamment bombardée par des rayons cosmiques – des particules à haute énergie provenant d’étoiles explosives. Lorsque ces rayons entrent en collision avec des atomes de minéraux proches de la surface, des « explosions » microscopiques créent de nouveaux éléments appelés nucléides cosmogéniques. La mesure de ces nucléides est utilisée depuis longtemps pour estimer l’évolution du paysage, mais nombre d’entre eux se désintègrent trop rapidement pour les chronologies anciennes.
Cette étude a exploité le krypton cosmogénique stocké à l’intérieur de cristaux de zircon. Krypton ne se dégrade pas, préservant les informations pendant des centaines de millions d’années. En vaporisant des milliers de grains de zircon avec un laser et en mesurant le krypton libéré, les scientifiques ont déterminé combien de temps chaque cristal restait exposé à la surface avant d’être enterré. Plus il y a de krypton, plus l’exposition est longue.
Le passé étonnamment stable de l’Australie
Il y a environ 40 millions d’années, le sud de l’Australie était chaud, humide et boisé. Pourtant, les paysages se sont érodés à un rythme exceptionnellement lent – moins d’un mètre par million d’années. C’est plus lent que dans les régions montagneuses dynamiques, mais comparable à certains des environnements les plus stables de la Terre aujourd’hui, comme le désert d’Atacama ou l’Antarctique.
L’étude a également suivi le mouvement des sables de plage riches en zircon : un processus remarquablement lent prenant environ 1,6 million d’années entre l’érosion et l’enfouissement. Ce mouvement lent filtrait naturellement les minéraux moins durables, concentrant le zircon résilient. Le résultat ? Des gisements économiquement précieux qui alimentent désormais la céramique du quotidien.
L’avenir de la recherche paysagère
Cette « horloge cosmique » offre une nouvelle façon de comprendre l’histoire de la surface terrestre. Cela explique la richesse minérale de la plaine de Nullarbor, notamment la mine Jacinth-Ambrosia, qui fournit environ 25 % du marché mondial du zircon. En lisant les empreintes digitales des rayons cosmiques dans le zircon, les chercheurs ont découvert un outil géologique permettant de mesurer les processus anciens.
La technique peut être affinée en étudiant des paysages modernes avec des processus de surface mesurés de manière indépendante, mais son potentiel est vaste. Elle peut être appliquée à des périodes de l’histoire de la Terre il y a des centaines de millions d’années, révélant potentiellement comment l’essor des plantes terrestres a remodelé la surface et l’atmosphère de la planète.
Les paysages terrestres recèlent des souvenirs dans les minéraux formés par les rayons cosmiques. En apprenant à lire cette « horloge cosmique », nous acquérons une nouvelle compréhension du passé et un schéma des changements qui pourraient nous attendre.
