Wissenschaftler behaupten, sie hätten bewiesen, dass diese kanadischen Gesteine ​​die ältesten der Erde sind

Im Jahr 2008 gaben kanadische Forscher unter der Leitung des McGill-Doktoranden Jonathan O'Neil bekannt, sie hätten im heutigen Nordwesten Quebecs die ältesten Gesteine ​​der Welt gefunden, die vor 4,3 Milliarden Jahren entstanden sind . Solche Gesteine ​​würden Wissenschaftlern einen beispiellosen Einblick in die Frühgeschichte der Erde während ihres allerersten Äons, des Hadaikums, geben, nur wenige hundert Millionen Jahre nach ihrer Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren.

Doch die Entdeckung war umstritten, und andere Wissenschaftler argumentierten, dass es sich bei den Gesteinen lediglich um eine Mischung aus älterem und jüngerem Material handele und dass man daraus keine wirklichen Schlüsse ziehen könne, wie die Welt damals ausgesehen habe.

Jetzt, nach mehr als einem Jahrzehnt harter Arbeit, haben O'Neil und sein Team eine neue Analyse von Gesteinen aus dem Nuvvuagittuq Greenstone Belt (NGB) durchgeführt, einer Felsformation in der Region Nunavik in Quebec, etwa 40 Kilometer südlich von Inukjuak, nahe der Ostküste der Hudson Bay.

Die neu untersuchten Gesteine, die später entstanden als die ursprünglich analysierten Gesteine, sind mindestens 4,16 Milliarden Jahre alt, heißt es in einem heute in Science veröffentlichten Artikel . Das bestätigt, dass auch sie aus dem Hadäischen Zeitalter stammen. Da die ursprünglichen Gesteine ​​sogar noch älter sind, enthält die Gesteinsformation „die ältesten auf der Erde erhaltenen Gesteine“, heißt es in der Studie.

O'Neil, heute Professor für Geowissenschaften an der Universität Ottawa, sagte, für Geologen seien Gesteine ​​wie Bücher: voller chemischer Aufzeichnungen ihrer Entstehung und der damaligen Umweltbedingungen. Sie lieferten Hinweise darauf, wann die Ozeane entstanden, wann das Leben begann und wann die Plattentektonik die Kontinente formte. Mit solch alten Gesteinen, fügte er hinzu, „haben wir die Möglichkeit, ein neues Fenster in eine Zeit zu öffnen, von der wir kaum etwas wissen.“

Was wir über das Hadäum wissen

Als die Erde entstand, war sie eine Kugel aus geschmolzener Lava. Wissenschaftler gingen ursprünglich davon aus, dass das erste Erdzeitalter, das Hadaikum, mit der Entstehung der ersten Gesteine ​​endete. Der sogenannte „Golden Spike“, der das Ende des Hadaikums markiert, befindet sich ebenfalls in Kanada, in der 4,03 Milliarden Jahre alten Acasta-Gneis-Formation in den Nordwest-Territorien.

Wissenschaftler sind sich über dieses Datum einig, da der Acasta-Gneis Zirkone enthält, Mineralien, die mithilfe der Isotopen-Datierung relativ einfach und sehr zuverlässig das Alter von Gesteinen bestimmen. Diese Methode basiert auf der konstanten Zerfallsrate radioaktiver Stoffe und nutzt diese als Uhr.

Während Wissenschaftler früher glaubten, es habe im Hadaikum keine Gesteine ​​gegeben, sagte O'Neil. Doch in den letzten 20 Jahren wurden immer mehr Beweise dafür gefunden, darunter Zirkone, die vor 4,4 Milliarden Jahren in Australien entstanden . (Diese Zirkone, winzige Sandkörner in Sedimentgestein, sind zu klein, um selbst als Gesteine ​​zu gelten.)

Solche winzigen Mineralkörner können nicht annähernd so viele Informationen liefern wie ein ganzer Stein – höchstens etwa so viel wie eine Seite, sagte O'Neil. Mit einem ganzen Stein „hätten wir vielleicht ein Kapitel oder ein ganzes Buch“, sagte O'Neil.

Im vergangenen Jahrzehnt hat sein Team faszinierende Hinweise darauf gefunden, dass die NGB-Gesteine ​​auf dem Meeresboden entstanden sind und möglicherweise frühe Spuren von Leben sowie Hinweise auf Plattentektonik aufweisen. Aufgrund der „unglücklichen“ Kontroverse um das Alter, wie O’Neill es beschreibt, können sie jedoch nicht mit Sicherheit sagen, dass diese Dinge während des Hadaikums passiert sind.

Warum so umstritten?

Der Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel besteht aus ungewöhnlich hellem Basalt, einer Gesteinsart, die häufig auf dem Meeresboden entsteht. Leider enthält Basalt keine Zirkone, sodass Geologen sein Alter selbst mit der zuverlässigsten verfügbaren Isotopenmethode nicht bestimmen können.

Stattdessen griffen O'Neil und sein Team auf eine Technik namens Samarium-Neodynium-Datierung zurück, die für Gesteine ​​geeignet ist, die älter als vier Milliarden Jahre sind.

„Dies wurde bei Gesteinen vom Mond und vom Mars angewendet – es gibt auf der Erde jedoch keine Gesteine, die alt genug sind, um diese Technik anzuwenden, außer vielleicht die Gesteine ​​aus Nordquebec“, sagte O’Neil.

Darüber hinaus stimmten die Daten zweier verschiedener Isotopenuhren in dieser früheren Studie nicht überein. O'Neil vermutete, dass dies daran lag, dass eine der beiden Uhren anfälliger für Ereignisse war, die lange nach der Entstehung der Gesteine ​​stattfanden, was zu einem jüngeren Datum führte.

Andere Wissenschaftler hingegen hielten dies für ein Zeichen dafür, dass das Gestein eine Mischung aus älterem und jüngerem Material sei.

Graham Pearson, Professor an der University of Alberta, der seit etwa 15 Jahren einige der ältesten Gesteine ​​Kanadas datiert und zurückverfolgt, sagte: „Es ist wirklich leicht, mit jeder Methode das falsche Datum für Gesteine ​​zu ermitteln.“

Er fügte jedoch hinzu, dass im Fall von O'Neils ursprünglicher Studie, an der er nicht beteiligt war, einige Annahmen hinsichtlich der Beziehungen verschiedener Gesteine ​​getroffen wurden, die zwei Möglichkeiten zur Interpretation der Daten ermöglichten.

Neue, überzeugendere Beweise?

Um den Streit zu klären, analysierte O'Neils Team ein Stück benachbarten Gesteins aus dem NGB. Bei dem neu analysierten Gestein handelt es sich um eine Intrusion – flüssiges Magma, das sich später zwischen die Risse des ursprünglichen Gesteins gequetscht hatte und dann erstarrte. Das macht es per Definition jünger als das ursprüngliche Gestein.

In der neuen Analyse, die vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und der Regierung von Ontario finanziert wurde, stimmen beide Isotopenuhren überein, sagte O'Neil, und „ergeben für diesen neueren Stein das exakt gleiche Alter von 4,16 Milliarden Jahren“.

Martin Bizzarro, ein kanadischer Professor an der Universität Kopenhagen, gehörte zu denen, die glaubten, dass die Ergebnisse von 2008 auf eine Vermischung zurückzuführen seien. Er räumte ein, dass die Übereinstimmung der Uhren in der neuen Studie „selten“ sei. In einer E-Mail an CBC News erklärte er jedoch: „Ich glaube nicht, dass [die Daten] schlüssig beweisen, dass die Gesteine ​​hadäisch sind“, da es angesichts der Komplexität der Prozesse in der frühen Erde auch andere Erklärungen gebe.

Pearson sagte unterdessen, er sei von den neuen Daten überzeugt, angesichts der Vielfalt der Techniken, die O'Neil und sein Team verwenden, und ihrer „wirklich sorgfältigen Untersuchung“.

O'Neil hofft, dass die neuen Daten anderen Wissenschaftlern die Gewissheit geben, dass die Gesteine ​​aus dem Hadäischen Zeitalter stammen. Denn aus diesem Zeitraum lassen sich Hinweise auf Ozeanchemie, Plattentektonik und Leben gewinnen, die seine Kollegen in ebendiesen Gesteinen finden. „Deshalb ist das Alter dieser Gesteine ​​so entscheidend.“