De oudste rots van de aarde is minstens 4,16 miljard jaar oud, zeggen wetenschappers
CNN
–
Een rotsachtige ontsluiting in een afgelegen hoek van Noord -Quebec lijkt sereen in zijn griezelige isolatie aan de oostelijke oever van de Hudson Bay in Canada.
Maar in de afgelopen twee decennia is dit blootgestelde overblijfsel van de oude oceaanbodem, bekend als de Nuvvuagittuq Greenstone Belt, een verhitte wetenschappelijke slagveld geweest in de zoektocht om de oudste rots van de aarde te identificeren.
Nieuw onderzoek suggereert dat de geologische site de oudste bekende overlevende fragmenten van de korst van de aarde herbergt, daterend uit 4,16 miljard jaar geleden. Het is de enige rots die wordt vastgesteld uit de eerste van vier geologische eonen in de geschiedenis van onze planeet: de Hadeandie 4,6 miljard jaar geleden begon toen de wereld heet, turbulent en helachtig was.
“Rocks zijn boeken voor geologen … en op dit moment missen we het boek (op de Hadean). De Nuvvuagittuq Greenstone Belt zou minstens één pagina van dat boek zijn, dus daarom is het zo belangrijk,” zei geoloog Jonathan O’Neil, auteur van het onderzoek dat donderdag is gepubliceerd donderdag gepubliceerd in het tijdschrift Science.
De Nuvvuagittuq Greenstone Belt is meerdere keren gedateerd door verschillende onderzoeksgroepen, met zeer uiteenlopende resultaten. De meesten zijn het ermee eens De rots is minstens 3,75 miljard jaar oud – maar dat zou het niet oudste van de aarde maken.
Het Acasta Gneiss -complex, een groep rotsen die langs een rivieroever bijna 200 mijl (300 kilometer) ten noorden van Yellowknife, in het noordwesten van Canada, in het noordwesten van Canada zijn blootgesteld, is meer overeengekomen om de oudste geologische formatie van de planeet te zijn. Deze rotsen zijn ondubbelzinnig gedateerd Op 4,03 miljard jaar oud, het markeren van de grens tussen de Hadean Eon en het volgende hoofdstuk in de geschiedenis van de aarde: The Archan. (Er zijn oudere rotsen op de planeet – maar niet van de planeet – die geen deel uitmaken van dit debat: Sommige meteorieten zijn 4,5 miljard jaar oud.)
A Controversieel artikel uit 2008 Coutored door O ‘Neil, die de site heeft bestudeerd sinds hij een doctoraatsstudent was, voerde aan dat Nuvvuagittuq Greenstone Belt 4,3 miljard jaar oud was; Andere geologen kwamen echter aan de grenzen van de datingtechnieken en hoe de gegevens werden geïnterpreteerd. Met deze nieuwste krant, O’Neil, nu universitair hoofddocent aan de Universiteit van Ottawa aan het Department of Earth and Environmental Sciences, wil zijn critici ongelijk bewijzen.
Dating rotsen omvat het gebruik van radiometrische technieken die het natuurlijke en spontane radioactieve verval van bepaalde elementen in de rots benutten, die als een type klok fungeert.
O’Neil gebruikt een zandloperanalogie: stel je voor dat je zandkorrels telt aan de bovenkant (radioactieve elementen) en bodem (elementen geproduceerd uit radioactief verval). Als je de snelheid van de stromende korrels kent (die de vervalsnelheid vertegenwoordigt), kunnen wetenschappers tot nu toe rotsen. Sommige van deze radiometrische klokken zijn robuust en kunnen de hoge temperaturen weerstaan en de druk van de aarde heeft de korst van de eonen doorstaan, terwijl anderen meer worden beïnvloed door deze processen.
De gouden standaard en de gemakkelijkste manier om zeer oude rotsformaties te daten is met Een zeer stoer mineraal dat bekend staat als een zirkoon. Deze kleine kristallen nemen een beetje uranium in hun structuur op en onderzoekers kunnen hun leeftijd vaststellen door het radioactieve verval van uraniumatomen te meten, die met een bekende snelheid in lood veranderen.
De Nuvvuagittuq Greenstone Belt – die werd in kaart gebracht na een geologisch onderzoek in de jaren zestig, maar voor het eerst wetenschappelijke aandacht trok in de vroege jaren 2000 – bevat zeer weinig rotsen die zirkonen dragen, omdat ze zelden voorkomen in exemplaren met lagere niveaus van silicium, waaronder die ooit oude oceaankorst waren.
“We hebben geprobeerd zirkonen te vinden. Ze zijn er gewoon niet, of op een later tijdstip gevormd tijdens het metamorfisme of het koken van de rotsen,” zei O’Neil. Metamorfe rots is dat wat is getransformeerd door warmte, druk of andere natuurlijke krachten.
In plaats daarvan wendde O’Neil voor de nieuwe studie zich tot het zeldzame aardelement Samarium, dat vervalt in het element neodymium. Het is een techniek die tot nu toe is gebruikt meteorieten omdat de elementen slechts meer dan 4 miljard jaar geleden actief waren.
“De controverse over de leeftijd is dat sommige mensen geloven dat de klok die we gebruiken niet goed is of dat het werd beïnvloed (door andere geologische processen),” zei hij.
“Het is een debat over wat we precies op tijd meten, omdat we geen zirkoon kunnen gebruiken, en sommige mensen in mijn vakgebied zouden alleen overtuigd zijn door zirkonen.”
O’Neil zei dat de techniek in dit geval waardevol was omdat het mogelijk is om het verval van twee varianten, of isotopen, van Samarium te meten in twee verschillende isotopen van Neodymium – in wezen twee klokken krijgen voor de prijs van één. Het nieuwste artikel was gericht op een specifiek type metamorfe oude rots – metagabbroische intrusies – bemonsterd vanuit de riem, en de twee datapunten kwamen op dezelfde leeftijd samen: 4,16 miljard jaar oud.
Dit tijdperk, concludeerde de studie, betekende dat “ten minste een klein overblijfsel” van Hadean korst werd bewaard in de Nuvvuagittuq Greenstone Belt, die onschatbare inzichten zou bieden in de oorsprong van de aarde en hoe het leven werd gevormd.
Rotsen in de buurt van dezelfde locatie kunnen verschillende handtekeningen van het leven van de EON behouden, evenals microfossielen, kleine filamenten en buizen gevormd door bacteriën, merkten op Dominic Papineau, een senior onderzoekswetenschapper aan het Institute of Deep-Sea Science and Engineering aan de Chinese Academie van Wetenschappen. Hij was niet betrokken bij het laatste onderzoek, maar heeft fossielen van de site bestudeerd.
“De rotsen die nieuw gedateerd waren, komen uit de mantel, waarvan niet wordt gedacht dat ze het leven herbergen of bewoonbaar zijn voor het leven,” zei Papineau, die ook een eredoctoraat is van Precambrische biogeochemie en exobiologie aan het University College London.
“De aangrenzende sedimentaire rotsen worden nu echter bevestigd als minstens 4.160 miljoen jaar oud, wat ‘slechts’ ongeveer 400 miljoen jaar na de aanwas van onze planeet en van het zonnestelsel is,” voegde hij eraan toe in een e -mail.
“Bewijs van zeer vroege leven in deze sedimentaire rotsen geeft aan dat de oorsprong van het leven zeer snel kan plaatsvinden (relatief gezien), wat de kans vergroot dat het leven gemeenschappelijk en wijdverbreid is in het universum.”
Het is nog niet duidelijk of Nuvvuagittuq -uitjes algemeen worden geaccepteerd als de oudste rotsen van de aarde, volgens andere wetenschappers die niet betrokken waren bij het onderzoek.
Bernard Bourdon, een geochemist bij het Lyon Geology Laboratory in Frankrijk die eerder de vroegste data voor Nuvvuagittuq Greenstone Belt had aangenomen, gepubliceerd door O’Neil, zei dat hij “meer overtuigd” was door het laatste werk, en het was “goed verbeterd” in eerdere studies.
“Wat beter is, vergeleken met het artikel van 2008, is het feit dat de twee technieken … ze dezelfde leeftijd geven. Dat is goed. Daar hebben we de eerste resultaten bekritiseerd,” zei Bourdon, die ook onderzoeksdirecteur is bij het Franse wetenschappelijke onderzoeksorgaan CNRS.
“Uiteindelijk denk ik dat er meer geloofwaardigheid is voor de leeftijd,” zei hij, eraan toevoegend dat hij enkele “kleine twijfels” had en de gegevens graag diepgaand zou willen onderzoeken.
De leeftijd van de rotsen “blijft een onopgelost mysterie”, aldus Hugo Olierook, een geowetenschapper en senior onderzoeker aan Curtin University in Australië.
“Bij afwezigheid van ‘gemakkelijke’ mineralen tot nu toe, zijn ze gewend tot hele rock, wat beladen is met problemen omdat monsters van hele rock meerdere mineralen hebben,” zei Olierook via e-mail.
“Er zijn slechts een van deze mineralen voor nodig om te zijn gewijzigd en hun leeftijd ‘reset’ naar een jongere leeftijd voor het hele kaartenhuis om over te vallen,” voegde hij eraan toe, en merkte op dat zeer hoge en lage temperaturen van nature de kristallisatietijdperk van mineralen in rots van nature kunnen veranderen.
Zeer weinig is definitief bij het omgaan met rotsen en mineralen met complexe geologische geschiedenis van meer dan 4 miljard jaar, volgens Jesse Reimink, de Rudy L. Slingerland vroege loopbaan professor in Geoscience aan de Penn State University.
“Zelfs als deze rotsen ‘slechts’ 3,8 miljard jaar oud zijn, is het vrij verbazingwekkend dat ze worden bewaard. Dit huidige werk biedt meer dwingende gegevens, ter ondersteuning van een leeftijd van 4,15 miljard jaar geleden, dan die eerder werd geproduceerd, wat al dwingend was,” zei Reimink.
“De tijdschalen zijn zo lang, en de geschiedenis van deze rotsen en mineralen is zo gemarteld, dat het inhalen van alle primaire informatie van hen überhaupt vrij verbazingwekkend is.”
Zich aanmelden voor CNN’s Wonder Theory Science -nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.
