Les komatiites révèlent que l’eau de surface de la Terre a atteint le manteau profond il y a plus de 3,6 milliards d’années
Une nouvelle étude dirigée par le Dr Zheng-Yu Long et le Pr Frédéric Moynier, chercheurs à l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP/Université Paris Cité/CNRS), en collaboration avec des collègues internationaux, montre que l’eau présente à la surface de la Terre primitive était déjà transportée vers le manteau au moins il y a 3,6 milliards d’années. Publié dans la revue Nature Communications, ce travail utilise les isotopes du potassium mesurés dans les komatiites, des roches volcaniques rares et très anciennes, pour mettre en évidence un recyclage des volatils de type subduction à l’Archéen, reliant ainsi l’hydrosphère primitive de la Terre à son intérieur profond.
Date de publication : 03/08/2026
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Cosmochimie, astrophysique et géophysique expérimentale (CAGE)
Une signature isotopique préservée dans les plus anciennes laves
Les komatiites sont des magmas ultramafiques formés presque exclusivement durant l’Archéen, à une époque où le manteau terrestre était suffisamment chaud pour fondre à grande profondeur et de manière extensive. Parce qu’elles échantillonnent directement le manteau, elles constituent une archive particulièrement sensible de sa composition ancienne. L’équipe a mesuré avec une très grande précision les rapports isotopiques du potassium dans des komatiites provenant de dix sites répartis à travers le monde. Trois localités archéennes se distinguent nettement, présentant des compositions isotopiques du potassium significativement plus lourdes que celles du manteau actuel et de la plupart des réservoirs de surface, une anomalie qui nécessite une explication spécifique.
De l’eau de surface entraînée dans le manteau par une subduction précoce
L’explication la plus cohérente est un processus de métasomatisme : des fluides riches en potassium, libérés par une lithosphère océanique subduite et préalablement altérée par l’eau de mer, ont infiltré certaines régions du manteau et en ont modifié la composition chimique. Ces domaines mantelliques altérés ont ensuite été à l’origine des magmas komatiitiques, qui ont conservé cette signature isotopique lourde. Cette empreinte constitue une preuve directe que de l’eau issue de la surface terrestre, ainsi que les éléments volatils qui l’accompagnent, avait déjà été incorporée dans des réservoirs mantelliques il y a au moins 3,6 milliards d’années.
Une fenêtre sur les premiers échanges de volatils entre la surface et l’intérieur de la Terre
L’habitabilité à long terme de notre planète dépend des échanges continus de volatils, notamment de l’eau, entre la surface et l’intérieur de la Terre. La date et les mécanismes de mise en place de ces échanges font encore l’objet de débats. En montrant que les komatiites portent l’empreinte d’une eau de surface recyclée, cette étude démontre que le recyclage des volatils par des processus de type subduction était déjà actif durant l’Archéen. Elle établit également les isotopes du potassium dans les roches anciennes dérivées du manteau comme un nouvel outil permettant de reconstituer le moment où les réservoirs de surface et l’intérieur profond de la Terre sont devenus connectés.
L’habitabilité à long terme de la Terre repose sur ces échanges de volatils entre la surface et le manteau. En révélant que les komatiites conservent la signature d’une eau de surface recyclée, cette étude ancre l’existence d’un cycle profond des volatils dès l’Archéen et ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre l’émergence des interactions entre l’hydrosphère primitive et l’intérieur de notre planète.
Référence
Links between the Archean hydrosphere and Earth’s interior, Nature communications, June 26
Zheng-Yu Long, Frédéric Moynier, Igor S. Puchtel, Yiheng Li, Tu-Han Luu, Jun Deng Kun-Feng Qiu
