Demandez comment Stonehenge a été construit et l'on vous parlera de traîneaux, de cordages, de bateaux et d'une impressionnante détermination humaine pour acheminer des pierres depuis toute la Grande-Bretagne jusqu'à la plaine de Salisbury (comté du Wiltshire), dans le sud-ouest de l'Angleterre. D'autres évoqueront des géants, des sorciers ou même le concours d'extraterrestres pour expliquer le transport de ces blocs, dont certains proviennent du Pays de Galles et d'Écosse.

Mais une autre hypothèse existe: et si la nature elle-même avait assuré l'essentiel du travail? Selon cette piste, d'immenses glaciers qui recouvraient autrefois la Grande-Bretagne auraient transporté les «pierres bleues» et la «pierre d'autel» jusqu'au sud de l'Angleterre sous forme de blocs erratiques, des roches déplacées par la glace, puis abandonnées sur la plaine de Salisbury, prêtes à être utilisées par les bâtisseurs de Stonehenge.

Cette hypothèse, connue sous le nom de théorie du transport glaciaire, revient régulièrement dans des documentaires et des discussions en ligne. Mais elle n'avait encore jamais été mise à l'épreuve à l'aide des techniques géologiques modernes.

Notre nouvelle étude, publiée le 21 janvier dans la revue Communications Earth and Environment, apporte pour la première fois des preuves claires montrant que des matériaux glaciaires n'ont jamais atteint cette région. Elle démontre ainsi que les pierres ne sont pas arrivées par un transport naturel lié aux glaces. Si des travaux antérieurs avaient déjà jeté le doute sur la théorie du transport glaciaire, notre étude va plus loin en mobilisant des techniques de pointe d'empreinte minéralogique pour retracer l'origine réelle des pierres.

Une empreinte minéralogique sans équivoque

Les vastes calottes glaciaires laissent derrière elles un paysage chaotique, fait d'amas de roches, de substrats striés et de formes de relief sculptées. Or, aux abords de Stonehenge, ces indices caractéristiques sont soit absents, soit ambigus. Et comme l'extension méridionale exacte des calottes glaciaires demeure incertaine, l'hypothèse d'un transport glaciaire reste sujette à controverse.

Dès lors, en l'absence de traces massives et évidentes, peut-on chercher des indices plus discrets, à une échelle bien plus fine? Si des glaciers avaient acheminé les pierres depuis le Pays de Galles ou l'Écosse, ils auraient aussi disséminé en chemin des millions de grains minéraux microscopiques, comme le zircon et l'apatite, issus de ces régions.

Lors de leur formation, ces deux minéraux piègent de faibles quantités d'uranium radioactif, qui se transforme progressivement en plomb à un rythme connu. En mesurant les proportions respectives de ces éléments grâce à une méthode appelée datation uranium-plomb (U-Pb), il est possible de déterminer l'âge de chaque grain de zircon ou d'apatite.

Comme les roches de Grande-Bretagne présentent des âges très différents d'une région à l'autre, l'âge d'un minéral peut renseigner sur son origine. Autrement dit, si des glaciers avaient transporté des pierres jusqu'à Stonehenge, les cours d'eau de la plaine de Salisbury –qui collectent des zircons et des apatites sur un vaste territoire– devraient encore conserver une empreinte minéralogique nette de ce trajet.

À la recherche d'indices minuscules

Pour le vérifier, nous sommes allés sur le terrain et avons prélevé du sable dans les rivières qui entourent Stonehenge. Et les résultats étaient riches d'enseignements. Malgré l'analyse de plus de 700 grains de zircon et d'apatite, nous n'en avons trouvé pratiquement aucun d'un âge minéralogique correspondant aux sources galloises des «pierres bleues» ni à l'origine écossaise de la «pierre d'autel».

Cependant, l'immense majorité se concentre dans une fourchette étroite, comprise entre 1,7 et 1,1 milliard d'années. De façon éclairante, les âges des zircons des rivières de Salisbury correspondent à ceux de la formation de Thanet, une vaste nappe de sables peu cimentés qui recouvrait une grande partie du sud de l'Angleterre il y a plusieurs millions d'années, avant d'être érodée.

Cela signifie que les zircons présents aujourd'hui dans les sables fluviaux sont les vestiges de ces anciennes couches de roches sédimentaires et non des apports récents déposés par les glaciers lors de la dernière période glaciaire, entre 26.000 et 20.000 ans avant notre ère.

L'apatite raconte une histoire différente. Tous les grains datent d'environ 60 millions d'années (durant le Paléogène), à une époque où le sud de l'Angleterre était une mer subtropicale peu profonde. Cet âge ne correspond à aucune roche-source possible en Grande-Bretagne.

Un nouvel éclairage sur l'histoire de Stonehenge

En réalité, l'âge des apatites reflète le métamorphisme et le soulèvement provoqués par la formation de montagnes lointaines dans les Alpes européennes, qui ont fait circuler des fluides à travers le calcaire et «réinitialisé» l'horloge uranium-plomb de l'apatite. Autrement dit, la chaleur et les transformations chimiques ont effacé la signature radioactive antérieure du minéral et remis son compteur à zéro.

Comme le zircon, l'apatite n'a pas été apportée par les glaciers: elle est locale et repose sur la plaine de Salisbury depuis des dizaines de millions d'années. Stonehenge se situe au carrefour du mythe, de l'ingénierie ancienne et de la géologie sur des temps profonds.

L'étude des âges des grains microscopiques dans les sables fluviaux apporte aujourd'hui une nouvelle pièce à ce puzzle. Elle fournit des preuves supplémentaires que les pierres les plus exotiques du monument n'y sont pas arrivées par hasard, mais ont été choisies et transportées délibérément.

Anthony Clarke est chercheur associé à l'École des sciences de la Terre et des planètes de l'université Curtin (Australie-Occidentale).

Chris Kirkland est professeur de géochronologie à l'université Curtin (Australie-Occidentale).

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l'article original.