Nowe badania wskazują, że skały ze wschodniego brzegu zatoki Hudson w Kanadzie zawierają elementy najwcześniejszej skorupy ziemskiej.
Same skały są granitami, które mają 2,7 miliarda lat, ale nadal przechowują sygnały chemiczne skał prekursorowych, które zostały stopione i poddane recyklingowi, aby utworzyć skały, które istnieją dzisiaj. Nowe badanie, opublikowane dzisiaj w Internecie (17 marca) w czasopiśmie Science, stwierdza, że te prekursory powstały około 4,3 miliarda lat temu.
Ziemia ma 4,6 miliarda lat, a uderzenie astronomiczne, które uformowało księżyc, miało miejsce około 4,5 miliarda lat temu. To sprawia, że skały prekursorowe do kanadyjskich granitów należą do najwcześniejszej skorupy po uderzeniu księżyca, powiedział kierownik badania Jonathan O'Neil, geolog z University of Ottawa w Kanadzie.
Historia Hadeana
Nowe badania to próba powrotu do eonu Hadeana, tajemniczej i raczej stopionej fazy historii Ziemi. Hadean rozpoczyna się wraz z formacją Ziemi i kończy około 4 miliardy lat temu, a pozostało bardzo niewiele pozostałości geologicznych z tej epoki. Większość skał z Hadeanu dawno temu zostało ponownie przetworzonych na płaszcz planety.
„Skały, które mają od 3,6 do 3,8 miliarda lat lub starsze, możemy w zasadzie policzyć na palcach dłoni” - powiedział O'Neil dla Live Science. „Mamy bardzo ograniczoną liczbę próbek skał, aby zrozumieć pierwszy miliard lat historii Ziemi”.
Granity znalezione na północ od kanadyjskiej zatoki Hudson nie datują się na Hadean, ale zderzają się z pasmem zielonkawym Nuvvuagittuq, formacją, o której uważa się, że zawiera najstarsze znane skały na Ziemi, między 3,8 miliarda a 2,48 miliarda lat. (Jedynym starszym materiałem geologicznym są małe ziarna mineralne zwane cyrkoniami z australijskiego Jack Hills, ale oryginalne skały, które trzymały te ziarna, już dawno wyginęły).
Niektórzy naukowcy sądzą, że zarówno cyrkonie Jack Hills, jak i pas z zielonego kamienia Nuvvuaguittuq zawierają ślady najwcześniejszego życia na naszej planecie, choć ustalenia te są kontrowersyjne.
Geologiczne drzewo genealogiczne
O'Neil i jego współautor, Richard Carlson z Carnegie Institution for Science, byli zainteresowani granitami sprzed 2,7 miliarda lat, ponieważ wiedzieli, że skały tego rodzaju musiały być formowane przez skałę „macierzystą”, która miała został pochowany i częściowo stopiony przed reformą. Pytanie brzmiało, ile lat miał ten macierzysty kamień?
Aby się dowiedzieć, naukowcy zajęli się datowaniem samarowo-neodymowym, metodą wykorzystującą stosunki różnych odmian tych dwóch pierwiastków ziem rzadkich do określenia wieku. O'Neil powiedział, że jedna wariacja molekularna lub izotop samaru, samarium-146, już nie istnieje na Ziemi: wszystko uległo rozkładowi radioaktywnemu w ciągu pierwszych 500 milionów lat historii planety.
Samarium-146 rozpada się na neodym-142, więc każda skała, która powstała po pierwszych 500 milionach lat historii Ziemi, ma ten sam stosunek neodymu-142 do innych izotopów neodymowych. Jak twierdzą naukowcy, każda skała, która wykazuje zmiany w tym stosunku neodymu, musiała powstać w ciągu pierwszych 500 milionów lat historii Ziemi.
Właśnie taką odmianę odkryli naukowcy w skałach Zatoki Hudsona - deficyt w stosunku neodymu-142 do neodymu-144 w porównaniu ze współczesnymi skałami.
„To znaczy, że ich skała macierzysta musiała być bardzo stara” - powiedział O'Neil. Naukowcy odkryli również, że skała macierzysta była raczej bazaltową skorupą oceaniczną niż suchym lądem.
Naukowcy szacują, że skała macierzysta była o 1,5 miliarda lat starsza niż współczesne granity, które przetrwały. To interesujące nie tylko dlatego, że skała macierzysta była jedną z najwcześniejszych skorup na Ziemi, powiedział O'Neil, ale także dlatego, że skała macierzysta tkwiła tak długo, zanim została poddana recyklingowi. Dzisiejsza skorupa oceaniczna utrzymuje się na powierzchni jedynie przez około 200 milionów lat, zanim została zepchnięta z powrotem w płaszcz i częściowo stopiona, powiedział O'Neil. Skała macierzysta granitów Hudson Bay pozostawała na powierzchni przez ponad miliard lat, zanim została poddana recyklingowi, pięć razy dłużej niż przetrwała dzisiejsza skorupa oceaniczna.
