Dans le Grand Canyon, il y a une ligne dans la roche où le temps semble avoir simplement abandonné. Des roches cristallines anciennes reposent en bas, des grès de l'explosion cambrienne en haut, et entre les deux se trouve un vide dans les archives géologiques si grossier qu'il a son propre nom : la Grande Discordance. « Ce trou peut aller de 200 millions d'années, ce qui n'est pas très impressionnant, à plus d'un milliard d'années », explique Nicolas Flament, géoscientifique à l'Université de Wollongong, en Australie. Donc, légèrement impressionnant à extrêmement impressionnant, selon votre tolérance aux éons manquants.

Dans une récente étude publiée dans Nature, Flament et son collègue Santosh Dhungana soutiennent que ce vide a été creusé avec l'aide des profondeurs de la planète. Selon leurs modèles, de lents courants de roche chaude dans le manteau terrestre ont soulevé des continents entiers pendant des centaines de millions d'années, permettant aux glaciers de les raboter puis de les faire s'enfoncer, laissant de nouveaux sédiments enterrer la cicatrice. Le plus grand trou dans les archives rocheuses pourrait être l'empreinte de processus se déroulant dans les profondeurs de la planète – parce qu'apparemment, même la géologie a un État profond et mystérieux.

Les sédiments les plus anciens reposant sur la Grande Discordance en Amérique du Nord ont entre 635 et 482 millions d'années. Les géologues l'ont tracée à travers la majeure partie de l'Amérique du Nord et certaines parties du nord de l'Europe et du nord de la Chine. « Quelque chose semble s'être produit, en particulier en Amérique du Nord », dit Flament. Ce qui est une façon polie de dire que le reste du monde s'en est relativement bien sorti.

L'explication dominante était la glaciation. Entre environ 720 et 635 millions d'années, les glaciers ont atteint les tropiques, et certains scientifiques pensent que la planète entière a gelé, un scénario appelé Terre Boule de Neige. « Les calottes glaciaires sont très douées pour broyer, racler, gratter la surface », explique Flament. Il a déclaré que les glaciers sont environ 10 fois plus efficaces que les rivières pour éroder la roche. Mais si la planète entière avait gelé, la Grande Discordance devrait se trouver partout. Et ce n'est pas le cas. Gênant.

D'autres explications incluaient la fracturation, l'étirement et la déchirure de la croûte terrestre, et une baisse globale du niveau de la mer. Mais la fracturation agit principalement sur les bords des continents, et un changement du niveau de la mer aurait dû affecter tous les continents de la même manière. « Il ne fait aucun doute qu'il y a eu une glaciation étendue. Il ne fait aucun doute qu'il y a eu des changements du niveau de la mer au cours du temps. La question est : était-ce suffisant pour résoudre le puzzle de la Grande Discordance ? » dit Flament. La réponse, apparemment, était non.

Une quatrième idée soutenait que le manteau lui-même déplaçait les continents de haut en bas, un processus appelé topographie dynamique. « Cela avait été proposé, mais cela n'avait pas été testé quantitativement », dit Flament. Son équipe s'est donc lancée dans cette tâche – parce qu'il faut bien que quelqu'un vérifie les devoirs à un moment donné.

D'environ 100 à 200 kilomètres sous la surface jusqu'à près de 3 000 kilomètres, le manteau terrestre convecte lentement. « Une analogie serait une lampe à lave, où des choses montent et d'autres descendent », explique Flament. « La roche froide coule et la roche chaude remonte. » Le manteau est solide, mais un morceau de roche peut voyager lentement de la surface vers les profondeurs de la Terre en quelque 200 millions d'années. Ce mouvement tire sur la surface. Là où des plaques froides de plancher océanique s'enfoncent dans le manteau aux zones de subduction, le sol est tiré vers le bas ; là où le manteau chaud remonte, il est poussé vers le haut. L'amplitude de ce mouvement vertical est encore débattue. « En bref, c'est de l'ordre de plusieurs centaines de mètres, et il reste à déterminer exactement quelle est cette valeur précise », dit Flament. Donc : des centaines de mètres, à quelques centaines de mètres près.

Dhungana et Flament ont réalisé six simulations de la convection mantellique sur 1 milliard d'années, pilotées par des reconstructions du mouvement des plaques tectoniques sur cette période. Ils ont ensuite regroupé les régions où le sol s'est élevé et abaissé de manière similaire pour trouver où la discordance aurait dû se former, et où elle aurait dû survivre jusqu'à aujourd'hui. Flament, cependant, précise que la configuration initiale de ces simulations