Kanadan Hudson-lahden itärannasta peräisin olevat kivet sisältävät elementtejä joihinkin maan varhaisimmista kuorista, toteaa uusi tutkimus.
Itse kivet ovat graniitteja, jotka ovat 2,7 miljardia vuotta vanhoja, mutta ne pitävät silti esikivikemikaalien kemiallisia signaaleja, jotka sulatettiin ja kierrätettiin nykyisten kivien muodostamiseksi. Uusi tutkimus, joka julkaistiin tänään verkossa (17. maaliskuuta) Science-lehdessä, toteaa, että nämä esiasteet muodostuivat noin 4,3 miljardia vuotta sitten.
Maapallo on 4,6 miljardia vuotta vanha, ja kuun muodostaneet tähtitieteelliset vaikutukset tapahtuivat noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Se tekee Kanadan graniittien edeltäjäkivistä varhaisimman kuoren joukossa kuunmuodostusvaikutuksen jälkeen, sanoi tutkimuksen johtaja Jonathan O'Neil, geotieteilijä Ottawan yliopistossa Kanadassa.
Hadean historia
Uusi tutkimus on yritys kurkistaa takaisin Hadean eoniin, salaperäiseen ja melko sulaan vaiheeseen maapallon historiassa. Hadean alkaa maapallon muodostumista ja päättyy noin 4 miljardia vuotta sitten, ja hyvin vähän harvoja tämän aikakauden geologisia jäänteitä on jäljellä. Suurin osa Hadeanin kivistä kierrätettiin kauan sitten takaisin planeetan vaippaan.
"Kivet, jotka ovat 3,6–3,8 miljardia vuotta vanhoja tai vanhempia, voimme laskea ne pohjimmiltaan kätemme sormeille", O'Neil kertoi Live Science: lle. "Meillä on hyvin rajallinen määrä kivinäytettä ymmärtääksesi maapallon historian ensimmäistä miljardia vuotta."
Kanadan Hudson Bayn pohjoispuolella löydetyt graniitit eivät ole hadealaisia, mutta ne tukkeutuvat Nuvvuagittuqin vihreäkivivyöhön, muodostumiseen, jonka uskotaan sisältävän Maan vanhimpia tunnettuja kiviä, välillä 3,8 miljardia ja 2,48 miljardia vuotta. (Ainoa vanhempi geologinen materiaali ovat Australian Jack Hillsin zirkoniksiksi kutsuttuja pieniä mineraalijyviä, mutta alkuperäiset kivet, jotka pitivät näitä jyviä, ovat jo kauan sitten haalistuneet.)
Jotkut tutkijat ajattelevat, että sekä Jack Hills-zirkonit että Nuvvuaguittuq -kivihihna sisältävät jälkiä planeetan varhaisimmasta elämästä, vaikka nämä löydöt ovatkin kiistanalaisia.
Geologinen sukupuu
O'Neil ja hänen avustajansa, Richard Carlson Carnegie Institute for Science -tapahtumasta, olivat kiinnostuneita 2,7 miljardin vuoden ikäisistä graniiteista, koska he tiesivät, että tällaisten kivien piti muodostaa "emo" kallio, jolla oli haudattu ja osittain sulanut ennen uudistamista. Kysymys oli, kuinka vanha tuo vanhempi rock oli?
Saadakseen selville tutkijat kääntyivät samarium-neodyymiajankohtaan - menetelmään, joka käyttää näiden kahden harvinaisten maametallien eri variaatioiden suhteita iän määrittämiseen. Yhtä samariumin, samarium-146, molekyylin variaatiota tai isotooppia ei ole enää olemassa Maapallolla: Kaikille se tapahtui radioaktiivisella hajoamisella planeetan historian ensimmäisen 500 miljoonan vuoden aikana, O'Neil sanoi.
Samarium-146 hajoaa neodyymi-142: ksi, joten kaikilla kallioilla, jotka muodostuivat ensimmäisen 500 miljoonan vuoden maapallon historian jälkeen, on sama neodyymi-142: n suhde muihin neodyymi-isotooppeihin. Kaikkien kallioiden, jotka osoittavat vaihtelua tässä neodyymisuhteessa, on oltava muodostuneita maapallon historian ensimmäisten 500 miljoonan vuoden aikana, tutkijat sanoivat.
Juuri sellainen variaatio, jonka tutkijat löysivät Hudson Bayn kivistä - neodyymi-142: n ja neodyymi-144-suhteen alijäämä nykyaikaisiin kiviin verrattuna.
"Se tarkoittaa, että heidän vanhempansa rockin oli oltava hyvin vanha", O'Neil sanoi. Tutkijat havaitsivat myös, että emäkivi oli todennäköisesti basaltinen valtamerenkuori kuin kuiva maa.
Tutkijoiden arvion mukaan alkuperäiskivi oli 1,5 miljardia vuotta vanhempi kuin nykyiset graniitit, jotka säilyvät nykyään. Se on mielenkiintoista paitsi siksi, että kantakive oli eräs varhaisimmista kuorista maan päällä, O'Neil sanoi, mutta koska kantakive pysyi niin kauan ennen sen kierrättämistä. Nykyinen valtamerenkuori pysyy pinnalla vain noin 200 miljoonaa vuotta ennen kuin se työnnettiin takaisin vaippaan ja sulautui osittain, O'Neil sanoi. Hudson Bayn graniittien kantakivi pysyi pinnalla yli miljardi vuotta ennen kierrätystä viisi kertaa niin kauan kuin nykyinen valtamerenkuori säilyy.
