Es mag unwahrscheinlich erscheinen, aber winzige Mineralienkörner können helfen, die Geschichte der frühen Erde zu erzählen. Und Forscher, die diese Körner untersuchen, sagen, dass die Erde vor 4,4 Milliarden Jahren ein karger, bergloser Ort war und fast alles unter Wasser stand. Nur eine Handvoll Inseln ragten über die Oberfläche.
Wissenschaftler der Australian National University stehen hinter dieser Studie, die von dem Forscher Dr. Antony Burnham geleitet wird. Die Mineralkörner in der Studie sind die ältesten jemals gefundenen Gesteine. Es handelt sich um 4,4 Milliarden Jahre alte Zirkonmineralkörner aus den Jack Hills in Westaustralien, wo sie in Sandsteinformationen aufbewahrt wurden.
Vor 4,4 Milliarden Jahren befand sich die Erde im sogenannten „Hadean Eon“. Diese Zeitspanne ist kaum bekannt, da es keine Rock-Platte aus dieser Zeit gibt. Hier kommen die Zirkonmineralkörner ins Spiel.
"Die Geschichte der Erde ist wie ein Buch, dessen erstes Kapitel ohne überlebende Steine aus der frühen Zeit herausgerissen wurde, aber wir haben diese Spurenelemente von Zirkon verwendet, um ein Profil der damaligen Welt zu erstellen." - Leitender Forscher Dr. Antony Burnham, Australian National University
In gewisser Weise sind diese Zirkonkörner die fehlenden Seiten.
Der chemische Name von Zirkon ist Zirkoniumsilikat und kommt fast überall in der Erdkruste vor. Diese Studie konzentriert sich auf das sogenannte Detritalzirkon, das in magmatischen Gesteinen gebildet wird, dann aber im Laufe der Zeit überlebt, bis es sich in Sedimentgesteinen ablagert. Zirkonkörner sind typischerweise sehr klein und etwa 0,1 bis 0,3 mm groß.
Zirkon enthält üblicherweise Spuren von Thorium und Uran, was bedeutet, dass sie mit modernen Datierungsmethoden leicht datiert werden können. Zirkon kann viele geologische Prozesse wie die Metamorphose überleben, was ihre Nützlichkeit bei der Untersuchung der frühen Erde erklärt. Sie sind nicht leicht zu zerstören und haben uns eine Geschichte zu erzählen.
Die Zirkonkörner kristallisierten etwa 500 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde in Magma. Infolgedessen bieten sie seltene Einblicke in die damaligen Bedingungen auf der Erde. Die fraglichen Zirkonkörner werden als Detritus bezeichnet, da sie sich in Magma gebildet haben, aber im geologisch wichtigen Sandstein in Jack Hills, Australien, abgelagert wurden. Die Detrituskörner wurden mit einer zweiten Art von Zirkonkorn verglichen, die direkt in den Sedimentformationen gebildet wurden.
Durch die Unterscheidung zwischen den beiden Typen erhalten die Forscher ein neues geochemisches Werkzeug, um die frühe Erde zu verstehen.
"Wir haben die Granite im Südosten Australiens verwendet, um die Verbindung zwischen der Zirkonzusammensetzung und dem Magma-Typ zu entschlüsseln, und ein Bild davon erstellt, was diese fehlenden Steine waren", sagte er.
"Unsere Forschung zeigt, dass es in den ersten 700 Millionen Jahren oder länger keine Berge und Kontinentalkollisionen gab - es war ein viel ruhigerer und langweiligerer Ort", sagt Dr. Burnham von der ANU Research School of Earth Sciences.
"Unsere Ergebnisse zeigten auch, dass es starke Ähnlichkeiten mit Zirkon bei den Gesteinsarten gibt, die in den folgenden 1,5 Milliarden Jahren vorherrschten, was darauf hindeutet, dass die Erde lange gebraucht hat, um sich zu dem Planeten zu entwickeln, den wir heute kennen." Die Ergebnisse des Teams werden in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht und tragen den Titel "Bildung von Hadean-Graniten durch Schmelzen von magmatischer Kruste".
Dies ist nicht das erste Mal, dass alte, schädliche Zirkone im Zentrum wissenschaftlicher Studien der frühen Erde stehen. In einer früheren Studie wurden sie verwendet, um zu dem Schluss zu kommen, dass die Erde vor 4,3 Milliarden Jahren eine bedeutende Hydrosphäre hatte.
