Le doctorant Victor Garcia, en expédition sur le terrain, se tient avec un gros sac à dos de randonnée à côté d’un lac arctique isolé près d’Inukjuak, dans le nord du Québec, avec la baie d’Hudson en arrière-plan.
Comment retracer l’histoire de notre planète sur plus de quatre milliards d’années? Pour Victor Garcia, doctorant en sciences de la Terre et de l’environnement, la réponse se trouve à la fois dans des roches anciennes du nord-est du Brésil et dans sa grande curiosité scientifique. Ses recherches révolutionnaires contribuent à éclaircir le mystère des débuts de la Terre.

Né au Brésil où il a grandi, Victor Garcia a toujours été passionné de sciences. Cependant, c’est en suivant un cours d’introduction à la géologie pendant ses études de premier cycle qu’il a découvert sa véritable vocation. Fasciné par l’histoire de la Terre, il a décroché une maîtrise à l’Université de Brasilia, où sa participation à des travaux de recherche a renforcé son souhait de poursuivre des études doctorales. « Plus je m’intéressais à des questions qui n’avaient pas encore de réponses, plus je me sentais motivé à résoudre le mystère », se souvient-il.

Au moment de choisir un programme de doctorat, il s’est montré particulièrement intéressé par les travaux du professeur Jonathan O’Neil, expert de certains types de roches parmi les plus anciennes de la Terre. Après avoir lu l’un des articles du professeur O’Neil sur les roches archéennes (formées il y a plus de 2,5 milliards d’années), il a vu là une merveilleuse occasion d’appliquer cette même recherche à des roches similaires du massif brésilien de São José do Campestre, situé dans le nord-est du pays.

« Il est rare que les étudiantes et étudiants m’abordent en ayant déjà une idée claire de leur projet de recherche, confie le professeur O’Neil. Mais Victor avait déjà recueilli des échantillons prometteurs et proposé un projet bien défini. Son intuition s’est confirmée : ces échantillons contenaient les premières preuves d’un manteau enrichi formé il y a plus de 4,4 milliards d’années. Cette découverte comble une lacune importante dans notre compréhension de l’évolution du manteau terrestre à ses débuts. »

Affleurement de roches vieilles de 3,4 milliards d’années dans le nord-est du Brésil.
Outcrop of 3.4-billion-year-old rocks in northeastern Brazil.

En collaboration avec son collègue brésilien, le professeur Elton Dantas, Victor Garcia a rédigé un article de référence, intitulé « Rare evidence for the existence of a Hadean enriched mantle reservoir » (rare preuve de l’existence d’un réservoir de manteau enrichi datant de l’Hadéen), publié dans Geochemical Perspectives Letters. Cet article détaille les diverses méthodes d’analyse qui ont conduit à la découverte de cet ancien réservoir de manteau enrichi. À l’aide de techniques de pointe, comme la chromatographie sur colonne et la spectrométrie de masse, pour analyser les faibles signatures isotopiques des roches anciennes, l’étude a permis de détecter des éléments à des concentrations de l’ordre de la partie par million afin de retracer les premiers processus géochimiques de la Terre.

Le projet ne s’est pas concrétisé sans difficulté. Le travail en continu effectué par le doctorant avec les spectromètres de masse, des instruments très sensibles comportant des milliers de composantes, exigeait une constante précision et des ajustements pour résoudre les problèmes. Avec l’aide du professeur Hanika Rizo de l’Université de Carleton, il a pu surmonter les difficultés techniques et garantir la précision des résultats. Les manipulations chimiques sur colonne ont posé des difficultés supplémentaires, chaque étape pouvant durer jusqu’à 15 heures. Mais il a réussi à optimiser ces étapes laborieuses. En ajoutant de la pression au processus de séparation, il a réduit les temps de traitement de plusieurs jours à quelques heures seulement. 

Gros plan d’un affleurement rocheux datant de 3,4 milliards d’années dans le nord-est du Brésil, montrant la forme distincte de couches tourbillonnantes aux colorations variées.
Close-up of a 3.4-billion-year-old rock outcrop in northeastern Brazil.

Tout au long de ses cinq années de doctorat, Victor Garcia a fait preuve de résilience et de persévérance pour s’adapter aux perturbations causées par la pandémie de COVID-19 et aux périodes d’absence de son directeur de thèse, en congé universitaire et parental. Son travail acharné a porté ses fruits : « J’ai toute confiance dans la qualité des données qu’il produit », affirme le professeur O’Neil.

Le jeune homme souhaite poursuivre une carrière de chercheur et de professeur à l’université. En tant que formateur et assistant d’enseignement en géochimie et en pétrologie ignée, il s’est découvert une passion pour l’enseignement qui complète bien son enthousiasme pour la recherche. Il veut approfondir ses travaux de doctorat, et continuer d’explorer de nouvelles voies d’analyse isotopique et de dynamique de la Terre primitive.

Dans ses temps libres, Victor Garcia aime courir, faire du vélo, de l’escalade et de la randonnée, et jouer à des jeux vidéo; son esprit d’aventure reflète sa curiosité scientifique. « Mon parcours a été difficile, mais incroyablement gratifiant, conclut-il. J’ai hâte de continuer à explorer la dynamique de la Terre primitive et de contribuer à notre compréhension des origines de notre planète. »

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