Rotsen van de oostkust van de Hudson Bay in Canada bevatten elementen van enkele van de vroegste aardkorst van de aarde, vindt nieuw onderzoek.
De rotsen zelf zijn granieten die 2,7 miljard jaar oud zijn, maar ze bevatten nog steeds de chemische signalen van de precursorots die werden gesmolten en gerecycled om de rotsen te vormen die tegenwoordig bestaan. De nieuwe studie, vandaag online gepubliceerd (17 maart) in het tijdschrift Science, vindt dat deze precursors ongeveer 4,3 miljard jaar geleden gevormd zijn.
De aarde is 4,6 miljard jaar oud en de astronomische impact die de maan vormde, vond ongeveer 4,5 miljard jaar geleden plaats. Dat maakt de precursor rotsen naar de Canadese graniet onder de vroegste korst na de maanvormende impact, zei onderzoeksleider Jonathan O'Neil, een geowetenschapper aan de Universiteit van Ottawa in Canada. [Foto-tijdlijn: hoe de aarde gevormd]
Het nieuwe onderzoek is een poging terug te kijken naar de Hadean-eon, een mysterieuze en nogal gesmolten fase van de aardse geschiedenis. De Hadean begint met de formatie van de aarde en eindigt ongeveer 4 miljard jaar geleden, en er zijn nog maar heel weinig geologische overblijfselen van deze tijd. De meeste stenen van de Hadean zijn lang geleden terug in de mantel van de planeet gerecycled.
"Rotsen die 3,6 miljard tot 3,8 miljard jaar oud of ouder zijn, we kunnen ze op de vingers van onze hand tellen, eigenlijk", vertelde O'Neil aan WordsSideKick.com. "We hebben een zeer beperkte hoeveelheid gesteentemonster om de eerste miljard jaar van de geschiedenis van de aarde te begrijpen."
De granieten die ten noorden van de Hudsonbaai in Canada liggen, dateren niet uit de Hadean, maar komen wel tegen de Nuvvuagittuq greenstone-gordel, een formatie waarvan wordt gedacht dat deze de oudste bekende rotsen op aarde bevat, tussen 3,8 miljard en 2,48 miljard jaar oud. (Het enige oudere geologische materiaal zijn kleine mineraalkorrels die zircons worden genoemd uit de Jack Hills in Australië, maar de oorspronkelijke rotsen die deze korrels bevatten, zijn al lang verweerd.)
Sommige wetenschappers denken dat zowel de Jack Hills-zirkonen als de Nuvvuaguittuq greenstone-riem sporen van het vroegste leven op aarde bevatten, hoewel die bevindingen controversieel zijn.
O'Neil en zijn coauteur, Richard Carlson van de Carnegie Institution for Science, waren geïnteresseerd in de 2,7-miljard jaar oude granieten omdat ze wisten dat dergelijke stenen gevormd moesten worden door een "ouderlijke" rots die begraven en gedeeltelijk gesmolten voor het reformeren. De vraag was, hoe oud was die ouder?
Om daar achter te komen, wendden de onderzoekers zich tot samarium-neodymium datering, een methode die verhoudingen van verschillende variaties van die twee zeldzame-aardelementen gebruikt om de leeftijd te bepalen. Eén moleculaire variant, of isotoop, van samarium, samarium-146, bestaat niet langer op aarde: het heeft allemaal radioactief verval ondergaan in de eerste 500 miljoen jaar van de geschiedenis van de planeet, zei O'Neil.
Samarium-146 vervalt in neodymium-142, dus elke rots die gevormd is na de eerste 500 miljoen jaar van de geschiedenis van de aarde heeft dezelfde verhouding van neodymium-142 tot andere neodymiumisotopen. Elke steen die variatie in deze neodymium-verhouding vertoont, moet zich in de eerste 500 miljoen jaar van de aardgeschiedenis hebben gevormd, aldus de onderzoekers.
Het was precies dat soort variatie dat wetenschappers vonden in de Hudson Bay-rotsen - een tekort in de verhouding neodymium-142 tot neodymium-144 vergeleken met moderne rotsen.
"Het betekent dat hun ouderrock erg oud moest zijn," zei O'Neil. De onderzoekers ontdekten ook dat de moedersteen waarschijnlijk basaltische oceanische korst was in plaats van droog land.
De onderzoekers schatten dat de ouderrots 1,5 miljard jaar ouder was dan de moderne granieten die vandaag de dag overleven. Dat is interessant, niet alleen omdat de ouderrots een van de vroegste korst op aarde was, zei O'Neil, maar omdat de ouderrots zo lang bleef hangen voordat het werd gerecycled. De oceanische korst van vandaag blijft maar 200 miljoen jaar aan de oppervlakte hangen voordat hij terug in de mantel wordt geduwd en gedeeltelijk is gesmolten, zei O'Neil. De moedersteen van de Hudson Bay-granieten bleef meer dan een miljard jaar aan de oppervlakte voordat ze werd gerecycled, vijf keer zo lang als de huidige oceanische korst overleeft.
Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.
👉 Continentale korst, 2 oceanische korst, 3 en 4 aardmantel, 5 buitenkern (vloeibaar), 6 binnenkern (vast), A Mohorovičić discontinuiteit, B Gutenberg discontinuïteit, C Lehmann discontinuïteit.
👉 Samenstelling
Element | Massa% |
---|---|
Silicium | 27,7 % |
Aluminium | 8,1 % |
IJzer | 4,7 % |
Calcium | 3,6 % |
👉 Continentale korst bestaat daarentegen voornamelijk uit graniet, is lichter, ouder, dikker en meestal boven water. Deze twee soorten korsten drijven op een andere laag van de aarde, de aardmantel. De aardkorst bestaat uit verschillende platen die constant in beweging zijn, platentektoniek.
👉 Onder de aardkorst is de aarde heel warm: in het midden loopt de temperatuur op tot meer dan 4000°C en in de aardmantel (tussen 70 en 700 km diepte) bedraagt de temperatuur 500 à 1000°C.
👉 Platentektoniek is een geologisch verschijnsel waarbij delen van de aardkorst ten opzichte van elkaar verschuiven. Hierdoor kunnen aardbevingen ontstaan.
👉 De bodem is de bovenste laag van de aardkorst, maar de definitie in de bodemkunde is specifieker, namelijk die laag van de aardkorst die door planten beworteld wordt (de rhizosfeer), of waarin zich bodemvormende processen afspelen. Volgens deze definitie maken vast gesteente geen onderdeel uit van de bodem.
Rotsen van de oostkust van de hudson bay in canada bevatten elementen van enkele van de vroegste aardkorst van de aarde, vindt nieuw onderzoek.