Новые исследования показывают, что в скалах восточного берега Гудзонова залива в Канаде содержатся элементы самой ранней земной коры.
Сами камни представляют собой граниты, возраст которых составляет 2,7 миллиарда лет, но они все еще содержат химические сигналы о породах-предшественниках, которые были расплавлены и переработаны для образования пород, которые существуют сегодня. Новое исследование, опубликованное сегодня (17 марта) онлайн в журнале Science, показывает, что эти предшественники образовались около 4,3 миллиарда лет назад.
Земле 4,6 миллиарда лет, и астрономическое воздействие, которое сформировало Луну, произошло около 4,5 миллиардов лет назад. По словам руководителя исследования Джонатана О'Нила, специалиста-геолога из Университета Оттавы в Канаде, это делает предшественники породы канадскими гранитами одними из самых ранних после землетрясения.
Хадейская история
Новое исследование - это попытка заглянуть в эпоху Хадина, таинственную и довольно расплавленную фазу истории Земли. Хадин начинается с формирования Земли и заканчивается около 4 миллиардов лет назад, и остается очень мало геологических остатков этой эпохи. Большинство камней из Хадина были возвращены назад в мантию планеты.
«Камни возрастом от 3,6 до 3,8 миллиардов лет и старше, мы можем считать их по пальцам нашей руки», - сказал О'Нил в интервью Live Science. «У нас очень ограниченное количество образцов горных пород, чтобы понять первый миллиард лет истории Земли».
Граниты, найденные к северу от Гудзонова залива Канады, не датируются Хаденом, но они сталкиваются с зеленым поясом Nuvvuagittuq, формацией, которая, как считается, содержит самые старые из известных на Земле скал, возраст которых составляет от 3,8 до 2,48 миллиардов лет. (Единственным более старым геологическим материалом являются небольшие минеральные зерна, называемые цирконами из австралийского Джека Хилса, но оригинальные породы, которые удерживали эти зерна, уже давно выветрились.)
Некоторые ученые считают, что и цирконы Джека Хилса, и пояс зеленого камня Nuvvuaguittuq содержат следы самой ранней жизни на планете, хотя эти выводы противоречивы.
Геологическое генеалогическое древо
О'Нил и его соавтор, Ричард Карлсон из Научного института Карнеги, интересовались гранитами возрастом 2,7 миллиарда лет, потому что они знали, что камни такого типа должны были быть сформированы из «материнской» породы, которая имела были похоронены и частично расплавлены до реформирования. Вопрос был в том, сколько лет тому родительскому року?
Чтобы выяснить это, исследователи обратились к датированию самарий-неодим, метод, который использует соотношения различных вариаций этих двух редкоземельных элементов для определения возраста. По словам О'Нила, на Земле больше не существует одного молекулярного варианта, или изотопа самария, самария-146: все это подверглось радиоактивному распаду в течение первых 500 миллионов лет истории планеты.
Самарий-146 распадается на неодим-142, поэтому любая порода, образовавшаяся за первые 500 миллионов лет истории Земли, имеет такое же соотношение неодима-142 и других изотопов неодима. Исследователи утверждают, что любая порода, в которой наблюдается неодинаковое отношение, сформировалась в первые 500 миллионов лет истории Земли.
Это было именно то изменение, которое ученые обнаружили в породах Гудзонова залива - дефицит в соотношении неодим-142 к неодиму-144 по сравнению с современными породами.
«Это означает, что их родительский рок должен был быть очень старым», - сказал О'Нил. Исследователи также обнаружили, что материнская порода была скорее базальтовой океанической корой, чем сушей.
По оценкам исследователей, материнская порода была на 1,5 миллиарда лет старше современных гранитов, которые сохранились до наших дней. Это интересно не только потому, что материнская порода была одной из самых ранних кор на Земле, сказал О'Нил, но и потому, что материнская порода застряла так долго, пока ее не переработали. По словам О'Нила, сегодняшняя океаническая кора сохраняется на поверхности всего около 200 миллионов лет, прежде чем ее вытолкнут обратно в мантию и частично растопят. Материнская порода гранитов Гудзонова залива оставалась на поверхности более миллиарда лет, прежде чем была переработана, в пять раз дольше, чем сохранилась современная океаническая кора.
