Abstract
La variabilité isotopique des éléments fils des systèmes radiogéniques à courte durée de vie (< 100 Ma demi-vie) dans diverses roches terrestres montre que la différenciation de la Terre a commencé tôt dans l’histoire du système solaire. La preuve de la croissance des planétésimaux jusqu’au point de différenciation noyau-manteau-croûte dans les 0,1 à 2 Ma de la formation du système solaire suggère que la Terre s’est développée principalement à partir d’objets déjà différenciés, et a probablement hérité de certaines caractéristiques de composition de premier ordre en conséquence. La plus évidente est l’appauvrissement de la Terre en éléments volatils qui, selon la systématique Mn-Cr, s’est produit entre 0 et 4 Ma après la formation du système solaire. La partie accessible du manteau terrestre semble également être légèrement appauvrie en éléments lithophiles réfractaires hautement incompatibles, peut-être en raison de l’érosion par impact de la croûte des planétésimaux en accrétion, mais plus probablement en raison d’une différenciation précoce des silicates sur la Terre, auquel cas un réservoir inexploité, enrichi en éléments incompatibles complémentaires, doit être présent dans l’intérieur profond de la Terre. La preuve en est un léger excès dans le rapport 142Nd/144Nd de la Terre en vrac par rapport à la plupart des chondrites, bien que l’interprétation exacte de ce résultat soit obscurcie par des incertitudes sur la nature de la variabilité isotopique nucléosynthétique du Nd qui est clairement observée dans les météorites. L’argument le plus fort pour affirmer que le manteau terrestre accessible a un rapport Sm/Nd légèrement superchondritique est que la source mantellique moderne des grandes provinces ignées à faible teneur en 4He/3He a des compositions isotopiques en Nd et Pb et des abondances d’éléments incompatibles similaires à celles prédites à partir du décalage chondrite-Terre en 142Nd/144Nd. La variabilité du 142Nd/144Nd dans les roches terrestres primitives reflète les premiers stades de la différenciation de la Terre, qui comprend maintenant des sources enrichies et appauvries en éléments incompatibles pour les roches éoarchéennes du sud-ouest du Groenland. La variabilité corrélée de Sm/Nd et de 142Nd/144Nd dans les gneiss mafiques de la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq dans le nord du Québec suggère que le protolithe de ces roches est un échantillon de la croûte mafique initiale de l’Hadéen sur Terre. Les âges proches de 4,4 Ga pour les roches de la croûte lunaire, les zircons lunaires, les âges modèles des sources des basaltes lunaires, l' » âge de la Terre » en Pb, l’âge 146Sm-142Nd du plus ancien réservoir du manteau terrestre, l’âge I-Xe de l’atmosphère terrestre et les âges les plus anciens des zircons hadéens de l’ouest de l’Australie suggèrent un impact géant tardif qui a formé la Lune et entraîné une différenciation substantielle de la Terre vers 4,4 Ga.