Die Erde bildete vor etwa 4,6 Milliarden Jahren während des geologischen Eon, der als HaDean bekannt war.
Der Name „HaDean“ stammt aus dem griechischen Gott der Unterwelt und spiegelt die extreme Hitze wider, die den Planeten wahrscheinlich zu dieser Zeit charakterisierte.
Vor 4,35 Milliarden Jahren hätte sich die Erde möglicherweise genug abgekühlt, damit die erste Kruste und das Leben entstanden sind.
Über dieses frühe Kapitel in der Erde Geschichte ist jedoch nur sehr wenig bekannt, da Felsen und Mineralien aus dieser Zeit äußerst selten sind.
Dieser Mangel an erhaltenen geologischen Aufzeichnungen macht es schwierig, zu rekonstruieren, wie die Erde während der HaDean Eon aussah, und hinterlässt viele Fragen zu ihrer frühesten Evolution unbeantwortet.
Wir sind Teil eines Forschungsteams, das bestätigt hat, dass sich die ältesten bekannten Felsen der Erde in Nordquébec befinden. Diese Steine sind 4,3 Milliarden Jahre und bieten einen seltenen und unschätzbaren Einblick in die Ursprünge unseres Planeten.
Überreste aus dem HaDean Eon
Der HaDean Eon ist die erste Periode in der Geological Timescale, die sich vor 4,6 Milliarden Jahren von der Erde abgibt und vor rund 4,03 Milliarden Jahren endet.
Die ältesten terrestrischen Materialien, die jemals von Wissenschaftlern datiert wurden, sind äußerst seltene Zirkonmineralien, die in Westaustralien entdeckt wurden. Diese Zirkone wurden bereits vor 4,4 Milliarden Jahren gebildet, und während ihr Gastfelsen wegging, ermöglichte die Haltbarkeit von Zirkonen, dass sie lange Zeit erhalten bleiben.
Studien dieser Zirkonmineralien haben uns Hinweise auf die Hadean -Umgebung und die Bildung und Entwicklung der ältesten Kruste der Erde gegeben. Die Chemie der Zirkone legt nahe, dass sie sich in Magmen, die durch das Schmelzen von Sedimenten, die am Boden eines alten Ozeans abgelegt wurden, hergestellt wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Zirkone ein Beweis dafür sind, dass der HaDean Eon schnell abkühlte und frühes Flüssigwasser -Ozeane früh gebildet wurden.
Andere Untersuchungen zu den Hadean -Zirkonen deuten darauf hin, dass die früheste Kruste der Erde mafisch war (reich an Magnesium und Eisen). Bis vor kurzem war jedoch weiterhin die Existenz dieser Kruste zu bestätigen.
Im Jahr 2008 schlug eine Studie unter der Leitung von Associate Professor Jonathan O’Neil (damals eine Doktorandin der McGill University) vor, dass Felsen dieser alten Kruste in Nordquébec erhalten bleiben und der einzige bekannte Überbleibsel des Hadeans waren.
Seitdem war das Alter dieser Gesteine - das im Nuvvuagittuq Greenstone Belt gefunden wurde – umstritten und Gegenstand einer anhaltenden wissenschaftlichen Debatte.
«Großer, alter solider Rock»
Der Nuvvuagittuq -Greenstone -Gürtel befindet sich in der nördlichsten Region Québec in der Region Nunavik über der 55. Parallel. Die meisten Felsen dort sind metamorphose Vulkangesteine, die reich an Magnesium und Eisen sind. Die häufigsten Felsen im Gürtel werden als Ujaraaluk -Felsen bezeichnet, was in Inuktitut „Big Old Solid Rock“ bedeutet.
Das Alter von 4,3 Milliarden Jahren wurde vorgeschlagen, nachdem Variationen in Neodym-142 festgestellt wurden, ein Isotop, das ausschließlich während des HaDean durch den radioaktiven Zerfall von Samarium-146 hergestellt wurde. Die Beziehung zwischen Samarium- und Neodymisotopenhäufigkeit wurde bisher bisher Meteoriten und Mondgesteine verwendet, aber vor 2008 wurde noch nie auf Erdfelsen angewendet.
Diese Interpretation wurde jedoch von mehreren Forschungsgruppen in Frage gestellt, von denen einige Zirkone innerhalb des Gürtels untersuchten, und schlugen ein jüngeres Alter von höchstens 3,78 Milliarden Jahren vor, um die Felsen stattdessen in der Archäischen Eon zu platzieren.
Bestätigung des Hadean -Alters
Im Sommer 2017 kehrten wir in den Nuvvuagittuq -Gürtel zurück, um uns die alten Felsen genauer anzusehen. Dieses Mal haben wir intrusive Gesteine gesammelt – genannt Metagabbros -, die die Ujaraaluk -Gesteinsformation schneiden und hofften, unabhängige Altersbeschränkungen zu erhalten. Die Tatsache, dass diese neu untersuchten Metagabbros in den Ujaraaluk -Gesteinen eindringen, bedeutet, dass letzteres älter sein muss.
Das Projekt wurde vom Masters -Studenten Chris Sole an der Universität von Ottawa geleitet, die zu uns zu uns kam. Zurück im Labor arbeiteten wir mit dem französischen Geochronologen Jean-Louis Paquette zusammen. Darüber hinaus nahmen zwei Studenten – David Benn (Universität von Ottawa) und Joeli Plakholm (Carleton University) an dem Projekt teil.
Wir haben unsere Feldbeobachtungen mit Petrologie, Geochemie, Geochronologie kombiniert und zwei unabhängige Samarium-Neodym-Alter-Dating-Methoden angewendet, und Datierungstechniken zur Beurteilung des absoluten Alters magmatischer Gesteine, bevor diese zu metamorphen Gesteinen werden. Beide Bewertungen ergaben das gleiche Ergebnis: Die intrusiven Gesteine sind 4,16 Milliarden Jahre alt.
Die ältesten Felsen
Da diese Metagabbros über die Ujaraaluk -Formation geschnitten sind, müssen die Ujaraaluk -Felsen noch älter sein und sie fest in den HaDean Eon platzieren.
Das Studium der Nuvvuagittuq -Felsen bietet die einzig erhaltenen Felsen aus dem HaDean eine einzigartige Gelegenheit, um die früheste Geschichte unseres Planeten kennenzulernen. Sie können uns helfen, zu verstehen, wie sich die ersten Kontinente bildeten und wie und wann sich die Erde entwickelt hat, um bewohnbar zu werden.
Hanika Rizo ist Associate Professor am Department of Earth Sciences der Carleton University
Jonathan O’Neil ist Professor für Erde und Umweltwissenschaften an der L’Iniversité d’Ottawa/Universität von Ottawa
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