Hadéen

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Éon Hadéen
Échelle des temps géologiques du Précambrien
(en millions d'années avant aujourd'hui)
non défini par l'ICS

L'Hadéen correspond au premier éon géologique de l'histoire de la Terre. Il commence avec la formation de la Terre, vers -4 600 millions d'années, et se termine au moment de l'apparition de la vie, vers -3 800 millions d'années. Ensuite, on parle d'Archéen, dont la première ère est l'Éoarchéen.

L'Hadéen est donc la « petite enfance » de la Terre, mais représente tout de même 700 millions d'années dans le Précambrien, le Précambrien représentant les 86 premiers % du temps d'existence de la Terre (soit 4 milliards d'années). Compte-tenu de l'étendue temporelle de cette période et de son « âge » sur l'échelle des temps géologiques, les connaissances des géologues sont minces comparativement aux dernières périodes géologiques. Toutefois, les spécialistes distinguent parfois plusieurs divisions dans l'Hadéen, d'après quelques grands évènements certains ou potentiels (dont on a également les traces via l'étude la Lune toute proche).

Sommaire

1 Étymologie
2 Phénomènes généraux de l'Hadéen
- 2.1 Formation de la terre
- 2.2 Stabilisation de la Terre
3 Roches de l'Hadéen
4 Notes et références
5 Voir aussi
- 5.1 Articles connexes
- 5.2 Liens externes

[modifier] Étymologie

Le terme « Hadéen » dérive d'Hadès, le nom grec désignant l'invisible ou les Enfers, ce qui doit rappeler les conditions générales de la Terre à cette époque. C'est le géologue Preston Cloud qui a le premier utilisé l'expression, en 1972 : elle désignait sous sa plume la période située avant la plus ancienne roche connue. Au XIX^e siècle, on trouvait souvent employé le terme d'Azoïque, c'est-à-dire la période de temps « sans ou avant la vie. » Des découvertes récentes^[1] remettent en cause la terminologie moderne, en particulier à cause d'une présence potentielle d'eau à des âges beaucoup plus anciens que ce qu'on croyait jusqu'alors.

[modifier] Phénomènes généraux de l'Hadéen

Cet éon correspond à la formation et la stabilisation de la Terre primitive.

[modifier] Formation de la terre

Cette phase recouvre la transformation de la nébuleuse primitive en un système solaire complet. Ses grandes phases sont les suivantes :

il y a 4 550 millions d'années, la nébuleuse primitive commence son effondrement sur elle même. Cet effondrement n'est vraisemblablement pas spontané, sans quoi la galaxie serait dépourvue de nébuleuses. C'est pourquoi il est supposé qu'une supernova, explosant dans un voisinage compté en années-lumière voire en dizaines d'années-lumière, a provoqué cet effondrement ;
l'effondrement passe par le stade de globule de Bok, avant de prendre une forme de disque renflé en son centre, lequel contient l'essentiel de la masse de la nébuleuse d'origine et est essentiellement constitué d'hydrogène. Par simple contraction, sa température augmente. Ce genre de nuage est le plus visible aujourd'hui en infrarouge ;
la masse du nuage est suffisante pour que sa température au centre dépasse, avec sa pression, les conditions nécessaires pour démarrer la fusion de l'hydrogène. Cela se traduit par un million d'années d'une intense activité solaire. Beaucoup de matériel est projeté au loin, en deux jets perpendiculaires au plan du disque : c'est le stade des objets d'Herbig Haro ;
cette activité souffle les matériaux légers (hydrogène, hélium, eau, ammoniaque, etc.) loin du Soleil. Le système solaire est séparé en une partie interne, riche en matériaux réfractaires comme la silice et le fer, et en une partie externe, qui conserve tous les éléments légers (voire en est enrichie) ;
cet enrichissement a permi la formation initiale de Jupiter, située juste hors de la zone riche en éléments réfractaires (4 UA). Cette première planète a localement perturbé le disque protoplanétaire ;
durant la phase Herbig Haro, le disque a concentré des particules de poussière de compositions différentes. Leur agrégation donne des grains de plus en plus gros, jusqu'à la formation de météoroïdes et de planétésimaux ;
finalement, les planétisimaux terminent l'accrétion des planètes par des collisions entre eux. Un corps de dimension planétaire donne naissance à la Lune par collision tangentielle avec la proto-Terre, arrachent la croûte de Mercure et changent le sens de rotation de Vénus. Les planètes actuelles sont en place. Elles sont accompagnées d'un grand nombre de météorites.

La gravitation a fait tomber ces derniers sur les planètes. La Lune en a gardé la trace et sert de référence pour considérer que le bombardement a duré durant toute la seconde phase de l'Hadéen. Nous sommes alors à 4 500 millions d'années dans le passé. En 100 millions d'années, le nuage primordial est devenu un système solaire très jeune, dont la Terre fait partie. Cependant, elle n'est pas stabilisée.

[modifier] Stabilisation de la Terre

À -4 500 millions d'années, le dégazage des roches commence et forme l'atmosphère initiale. Selon les gaz contenus aujourd'hui dans les volcans, il s'agissait de CO₂, CO, N₂, H₂ et HCl. Un enrichissement en eau par un bombardement cométaire est possible. Le CO₂ était abondant et a fourni un important effet de serre, ainsi que celui de la vapeur d'eau elle-même. Cet effet compensait la faible luminosité du Soleil (80% des valeurs actuelles). L'atmosphère se refroidit suffisamment pour que l'eau qu'elle contient tombe en pluie. Après cette séparation, la pression atmosphérique devait être proche de 20 MPa, ou 200 bars. Les océans ont donc commencé à se former dès que la température de la surface est devenue inférieure à la température critique de l'eau (374,2 °C - dans le cas où la pression atmosphérique était supérieure la pression critique de l'eau égale à 225 bars), mais plus probablement en-dessous de 350 °C. Cette opération était terminée à -4 300 millions d'années.

À -4 400 millions d'années, la première croûte et le noyau se forment. Selon la composition de la croûte océanique actuelle, ce devait être une croûte basaltique. La croûte continentale est apparue plus tard par différenciations successives. Les bombardements météoritiques ont refondu plusieurs fois cette croûte solide. En même temps, le noyau s'est formé. Lorsque le planétésimal qui deviendra la Terre passa une masse critique, les éléments radioactifs, plus abondants et nombreux (séries disparues) qu'aujourd'hui, se mirent à réchauffer ce corps. Le fer est l'élément le plus dense parmi les éléments abondants. Sous l'effet de la chaleur, il se mit à former des gouttelettes de métal fondu. Elles se dirigèrent vers le centre. Cette opération fut lente au début et accéléra suffisamment pour que certains parlent de catastrophe du fer. La graine du noyau terrestre était formée.

À -4 300 millions d'années, l'atmosphère et les océans sont formés. Grâce à la présence d'eau liquide en grandes quantités, la tectonique des plaques peut démarrer. Elle devait comporter plus de plaques qu'actuellement vu que la croûte était plus fine et la chaleur disponible plus grande. La tectonique des plaques permet de démarrer la différentiation des croûtes continentale et océanique. La présence d'eau dans les magmas basaltiques fait apparaitre des roches de type granitique. L'eau de surface fait aussi apparaitre des sédiments détritiques et une différentiation chimique associée. Cela a fait naitre des roches d'une densité inférieure à celle des roches basiques. Elles sont restées en surface. Ces paquets de roches se sont regroupés en protocontinents par collisions.

Les conditions nécessaires à l'apparition de la vie sont réunies. Lorsque cette dernière apparaitra, l'Hadéen est terminé.

[modifier] Roches de l'Hadéen

Durant les dernières décennies du XX^e siècle, des géologues ont identifié et daté quelques roches de l'Hadéen sur différents sites (ouest du Groenland, nord-ouest du Canada, ouest de l'Australie). La plus ancienne formation de roches connue (la ceinture d'Isua) a révélé quelques sédiments altérés, datés d'environ 3 800 millions d'années et provenant d'un dyke qui a pénétré les roches, une fois déposées. Plus anciens encore, des cristaux de zircon redéposés sous la forme de sédiments ont été trouvés dans la partie ouest du Canada et dans la région des Jack Hills à l'ouest de l'Australie. Ils datent d'environ 4 400 millions d'années, c'est-à-dire très proche de l'époque de la formation de la Terre sur l'échelle des temps géologiques. Les échantillons du Groenland contiennent des BIF (banded iron beds), donc potentiellement des composés organiques carbonés. Cela signifie qu'une vie basée sur la photosynthèse était peut-être déjà présente. En comparaison, les fossiles les plus anciens jamais trouvés datent d'il y a quelques centaines de millions d'années.