Localisation
La ceinture de Nuvvuagittuq affleure sur la rive orientale de la baie d'Hudson, au sud-est du village nordique d'Inukjuak, dans la région de la rivière Innuksuac. Elle se trouve au Nunavik, dans la région administrative du Nord-du-Québec. Le nom, d'origine inuktitute, a remplacé l'appellation de Porpoise Cove employée dans les premières publications scientifiques.
L'ensemble est de dimensions modestes : les travaux publiés lui attribuent une superficie d'environ 8 km². Le relief est celui du Bouclier canadien côtier, façonné par les glaciations du Quaternaire, où la roche en place est largement exposée et peu couverte de végétation, ce qui facilite l'observation des affleurements.
L'éloignement du site, accessible essentiellement par voie aérienne jusqu'à Inukjuak puis par bateau ou à pied, limite sa fréquentation aux missions de recherche. Le territoire environnant est fréquenté par les Inuit d'Inukjuak pour la chasse, la pêche et d'autres activités traditionnelles.
Cadre géologique
Sur le plan régional, la ceinture appartient au craton du Supérieur, le noyau archéen le plus vaste du Bouclier canadien. Elle est située dans le bloc de Minto, un vaste domaine du nord-est de la Province du Supérieur dominé par des roches plutoniques et gneissiques.
Le Lexique stratigraphique du Québec, tenu par Géologie Québec, classe la ceinture dans la Province du Supérieur et lui attribue un âge éoarchéen. Il précise que les roches volcanosédimentaires sont entourées notamment de tonalites et d'autres granitoïdes, qui forment l'essentiel de l'encaissant régional.
La ceinture se présente comme un lambeau de roches supracrustales préservé au sein de cet ensemble granitique. Elle a été plissée en une structure synformale et a subi plusieurs épisodes de déformation. Le métamorphisme a atteint le faciès des amphibolites, ce qui a profondément transformé la minéralogie d'origine des roches volcaniques et sédimentaires.
Ce type de contexte, où une ceinture de roches vertes est enclavée dans des gneiss et des granitoïdes, est caractéristique des terrains archéens. La ceinture de Nuvvuagittuq est souvent comparée à la ceinture d'Isua, au Groenland, autre ensemble supracrustal éoarchéen.
Lithologie
La ceinture se compose principalement de roches volcaniques mafiques et ultramafiques métamorphisées, associées à des roches d'origine sédimentaire et chimique. Les principales composantes sont les suivantes :
- Amphibolites : elles dominent l'ensemble. Une partie d'entre elles, riches en cummingtonite et d'aspect atypique, a été désignée informellement « faux-amphibolite » avant d'être regroupée sous le nom d'unité d'Ujaraaluk.
- Roches ultramafiques et gabbros : ils forment des filons et des intrusions concordantes recoupant ou s'intercalant dans les roches volcaniques.
- Formations de fer rubanées : composées d'une alternance de lits riches en oxydes de fer et de lits siliceux, elles témoignent d'une précipitation chimique en milieu marin.
- Roches siliceuses : cherts et roches quartzeuses associées aux formations de fer, interprétées en partie comme des dépôts hydrothermaux.
Cette association de laves basaltiques, de roches ultramafiques et de sédiments chimiques indique un environnement sous-marin, probablement marqué par une activité hydrothermale. La déformation et le métamorphisme intenses compliquent toutefois la reconstitution des protolithes et de leur succession d'origine.
Âge et controverse
L'âge de la ceinture demeure l'une des questions les plus discutées de la géologie précambrienne. Il convient de distinguer les âges mesurés directement sur des minéraux ou des intrusions des âges interprétés pour la formation de l'ensemble.
Âge minimal
Des datations uranium-plomb sur zircons, effectuées dans des roches granitiques qui recoupent la séquence volcanosédimentaire, ont établi un âge minimal d'environ 3,75 à 3,8 milliards d'années. Ces résultats placent la ceinture dans l'Éoarchéen et en font l'un des plus anciens ensembles supracrustaux connus.
Hypothèse hadéenne
En 2008, une équipe dirigée par Jonathan O'Neil a publié dans la revue Science des mesures du système samarium-néodyme, en particulier de l'isotope néodyme 142, indiquant un âge d'environ 4,28 milliards d'années pour les roches de l'unité d'Ujaraaluk. Ce résultat, s'il était confirmé, ferait de ces roches les plus anciennes de la Terre, devant les gneiss d'Acasta, dans les Territoires du Nord-Ouest.
Cette interprétation a été contestée. D'autres chercheurs ont avancé que les signatures isotopiques pourraient être héritées d'une source plus ancienne plutôt que refléter l'âge de cristallisation des roches, ce qui ramènerait celui-ci vers 3,8 milliards d'années.
Travaux de 2025
Des travaux publiés en 2025 ont daté à environ 4,16 milliards d'années des intrusions de gabbro recoupant l'unité d'Ujaraaluk. Puisqu'une intrusion est nécessairement plus jeune que la roche qu'elle recoupe, cette mesure contraint l'âge de la roche encaissante, sans constituer pour autant une datation directe de l'ensemble de la ceinture.
Indices possibles de vie primitive
En 2017, une étude publiée dans la revue Nature a décrit, dans des roches siliceuses et des formations de fer de la ceinture, des microstructures filamenteuses et tubulaires composées d'hématite. Les auteurs les ont comparées à des structures produites par des bactéries ferro-oxydantes autour des sources hydrothermales sous-marines actuelles.
Selon cette interprétation, ces structures représenteraient des traces de microorganismes ayant vécu il y a au moins 3,77 milliards d'années, et possiblement davantage selon l'âge retenu pour la ceinture. Elles compteraient alors parmi les plus anciens indices de vie connus sur Terre.
L'origine biologique de ces structures reste toutefois controversée. Des processus purement chimiques ou métamorphiques peuvent produire des formes filamenteuses comparables, et l'intensité du métamorphisme subi par les roches rend délicate la distinction entre structures biogènes et abiotiques. Leur âge dépend en outre du débat sur la chronologie de la ceinture. Ces observations sont donc considérées comme des indices possibles, et non comme une preuve établie de vie.
Importance scientifique
La ceinture de Nuvvuagittuq constitue un site de référence pour l'étude de la Terre primitive. Les roches de l'Hadéen et de l'Éoarchéen sont extrêmement rares à la surface du globe, la plupart ayant été détruites ou recyclées par la tectonique, l'érosion et le métamorphisme.
Le site intéresse plusieurs disciplines :
- la géochronologie, en raison du débat sur l'application des systèmes isotopiques à des roches anciennes et fortement métamorphisées ;
- la géochimie du manteau, puisque les signatures isotopiques des roches renseignent sur la différenciation précoce de la Terre ;
- la pétrologie, pour la nature de la première croûte, vraisemblablement mafique ;
- l'exobiologie, en lien avec les indices possibles de vie primitive en milieu hydrothermal.
Avec les gneiss d'Acasta, au Canada, la ceinture d'Isua, au Groenland, et les zircons détritiques de Jack Hills, en Australie, Nuvvuagittuq fait partie du petit nombre de jalons qui documentent les premières centaines de millions d'années de l'histoire terrestre. Pour le Québec, elle représente le plus ancien témoin connu de l'histoire géologique du territoire.