Älteste datierte Gesteine

Die ältesten datierten Gesteine ​​der Erde , die als Ansammlung von Mineralien entstanden sind , die nicht durch Erosion zersetzt oder geschmolzen wurden, sind mehr als 4 Milliarden Jahre alt, entstanden während des Hadaikums der Erdgeschichte und markieren den Beginn des Archaikums , das mit der Bildung der ältesten intakten Gesteine ​​der Erde beginnt.

Archaische Gesteine ​​treten an der Erdoberfläche nur an wenigen Stellen zutage, beispielsweise in den geologischen Schilden Kanadas , Australiens und Afrikas . Das Alter dieser felsischen Gesteine ​​liegt im Allgemeinen zwischen 2,5 und 3,8 Milliarden Jahren. Die ungefähren Altersangaben sind mit einer Fehlermarge von Millionen von Jahren behaftet. 1999 wurde das älteste bekannte Gestein der Erde auf 4,031 ± 0,003 Milliarden Jahre datiert. Es ist Teil des Acasta-Gneises des Slave-Kratons im Nordwesten Kanadas. ^{[ 1 ]} Forscher der McGill University entdeckten im Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel an der Küste der Hudson Bay im Norden von Québec ein Gestein mit einem sehr hohen geschätzten Alter für seine Entstehung aus dem Erdmantel (3,8 bis 4,28 Milliarden Jahre) . ^{[ 2 ]} Das tatsächliche Alter dieser Proben ist noch Gegenstand von Diskussionen; möglicherweise liegt es näher an 3,8 Milliarden Jahren. ^{[ 3 ]} Älter als diese Gesteine ​​sind Kristalle des Minerals Zirkon , die die Zersetzung ihres Ausgangsgesteins überstehen und in jüngeren Gesteinsformationen gefunden und datiert werden können.

Im Januar 2019 berichteten NASA-Wissenschaftler über die Entdeckung des ältesten bekannten Gesteins der Erde auf dem Mond . Die Apollo-14 -Astronauten brachten mehrere Gesteinsproben vom Mond zurück. Später stellten Wissenschaftler fest, dass ein Fragment des Gesteins mit dem Spitznamen „ Big Bertha“ , das von Astronaut Alan Shepard ausgewählt worden war , „etwas Erdmaterial aus der Zeit vor etwa vier Milliarden Jahren“ enthielt. Das Gesteinsfragment enthielt Quarz , Feldspat und Zirkon – allesamt auf der Erde häufige, auf dem Mond jedoch äußerst seltene Elemente. ^{[ 4 ]} Präsolare Körner in Meteoriten sind älter als das Sonnensystem . Einige Körner aus dem Murchison-Meteoriten sollen sieben Milliarden Jahre alt sein. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Das älteste datierte Material terrestrischen Ursprungs ist ein Zirkonmineral mit einem Alter von 4,404 ± 0,008 Ga , das in einem metamorphen Sandsteinkonglomerat der Jack Hills im Narryer-Gneis-Terran Westaustraliens eingeschlossen ist . ^{[ 8 ]} Der 4,404 ± 0,008 Ga alte Zirkon stellt einen leichten Ausreißer dar, da der älteste konsistent datierte Zirkon ein Alter von etwa 4,35 Ga aufweist. ^{[ 8 ]} Dieser Zirkon gehört zu einer Population von Zirkonen innerhalb des metamorphen Konglomerats, das vermutlich vor etwa 3,060 Ga abgelagert wurde. Dies entspricht dem Alter des jüngsten detritischen Zirkons in diesem Gestein. Jüngste Entwicklungen in der Atomsonde-Tomographie haben zu einer weiteren Eingrenzung des Alters des ältesten kontinentalen Zirkons geführt; das aktuellste Alter wird mit 4,374 ± 0,006 Ga angegeben. ^{[ 9 ]}

Die Entdeckung des ältesten bekannten Gesteins der Erde auf dem Mond wurde im Januar 2019 von NASA-Wissenschaftlern gemeldet . Die Apollo-14- Astronauten brachten mehrere Gesteinsproben vom Mond zurück, und später stellten Wissenschaftler fest, dass ein Fragment eines dieser Gesteine, das den Spitznamen „ Big Bertha“ erhielt , „ein Stück Erde aus der Zeit vor etwa vier Milliarden Jahren“ enthielt. Das Gesteinsfragment enthielt Quarz , Feldspat und Zirkon – allesamt auf der Erde häufig vorkommende, auf dem Mond jedoch äußerst seltene Elemente. ^{[ 4 ]}

Die älteste an der Oberfläche anstehende Gesteinsformation gehört, je nach aktuellem Forschungsstand, entweder zum Isua-Grünsteingürtel , zum Narryer-Gneis-Terran , zum Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel , zum Napier-Komplex oder zum Acasta-Gneis (auf dem Slave-Kraton ). Die Schwierigkeit, einen bestimmten Gneisblock eindeutig zu bestimmen, liegt darin, dass alle Gneise stark deformiert sind und das älteste Gestein möglicherweise nur durch einen einzigen Mineralstreifen in einem Mylonit repräsentiert wird , der eine Sedimentschicht oder einen alten Gang darstellt . Dieser Streifen ist unter Umständen schwer zu finden oder zu kartieren; daher beruhen die bisher ermittelten ältesten Datierungen ebenso sehr auf zufälligen Probenahmen wie auf dem Verständnis der Gesteine ​​selbst.

Es ist daher verfrüht zu behaupten, dass eines dieser Gesteine ​​oder auch andere Formationen hadäischer Gneise die ältesten Formationen oder Gesteine ​​der Erde seien; zweifellos werden neue Analysen weiterhin die Vorstellungen über die Struktur und Beschaffenheit dieser alten kontinentalen Fragmente verändern.

Dennoch zählen der Kaapvaal-Kraton , das westliche Gneis-Terran des Yilgarn-Kratons (~2,9 – >3,2 Ga ), der Pilbara-Kraton (~3,4 Ga) und Teile des Kanadischen Schildes (~2,4 – >3,6 Ga) zu den ältesten Kratonen der Erde. Teile des Dharwar-Kratons in Indien sind älter als 3,0 Ga. Die ältesten datierten Gesteine ​​des Baltischen Schildes sind 3,5 Ga alt. ^{[ 10 ]}

Zu den anderen alten Formationen gehören der Uviak-Gneis-Komplex, datiert auf 3,9 Ga; ^{[ 11 ]} das Anshan-Gebiet, datiert auf 3,8 Ga; der Itsaq (Isua)-Gneis-Komplex , datiert auf 3,7-3,8 Ga; und der Ancient Gneiss Complex, datiert auf 3,6 Ga.

Der Acasta-Gneis im Kanadischen Schild in den Nordwest-Territorien Kanadas besteht aus den archaischen magmatischen und gneisartigen Kernen alter Gebirgsketten, die in einer glazialen Rumpffläche freigelegt wurden . Analysen von Zirkonen aus einem felsischen Orthogneis mit mutmaßlichem granitischem Ausgangsgestein ergaben ein Alter von 4,031 ± 0,003 Ga. ^{[ 1 ]}

Am 25. September 2008 gaben Forscher der McGill University , der Carnegie Institution for Science und der UQAM bekannt, dass die Nuvvuagittuq-Grünsteinformation an der Ostküste der Hudson Bay im Norden von Quebec ein Sm-Nd-Modellalter von 4,28 Milliarden Jahren für ihre Entstehung aus dem Erdmantel aufweist. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} Simon Wilde vom Institute for Geoscience Research in Australien argumentiert jedoch, dass das tatsächliche Entstehungsalter dieses Gesteins – im Gegensatz zum Alter der Magmaentnahme aus dem Erdmantel – wahrscheinlich eher bei 3,8 Milliarden Jahren liegt. ^{[ 3 ]}

Die Zirkone aus den Jack Hills in Westaustralien wurden auf ein Alter von 4,404 Milliarden Jahren datiert, was als Kristallisationsalter interpretiert wird. Diese Zirkone weisen zudem ein weiteres Merkmal auf: Ihre Sauerstoffisotopenzusammensetzung deutet darauf hin, dass vor mehr als 4,4 Milliarden Jahren bereits Wasser auf der Erdoberfläche existierte. Die Bedeutung und Genauigkeit dieser Interpretationen ist Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Debatten. Es ist möglich, dass die Sauerstoffisotope und andere Zusammensetzungsmerkmale (die Seltenen Erden ) eher eine jüngere hydrothermale Alteration der Zirkone widerspiegeln als die Zusammensetzung des Magmas zum Zeitpunkt ihrer ursprünglichen Kristallisation. ^{[ 16 ]} In einer in der Fachzeitschrift „Earth and Planetary Science Letters“ veröffentlichten Studie legt ein Wissenschaftlerteam nahe, dass vor mindestens 4,3 Milliarden Jahren Gesteinskontinente und flüssiges Wasser existierten und durch ein ariden Klima starker Verwitterung ausgesetzt waren. Mithilfe einer Ionenmikrosonde analysierten sie die Isotopenverhältnisse des Elements Lithium in Zirkonen aus den Jack Hills in Westaustralien und verglichen diese chemischen Fingerabdrücke mit der Lithiumzusammensetzung von Zirkonen aus kontinentaler Kruste und primitiven Gesteinen, die dem Erdmantel ähneln. Dabei fanden sie Hinweise darauf, dass der junge Planet bereits Anfänge von Kontinenten, relativ kühle Temperaturen und flüssiges Wasser aufwies, als die australischen Zirkone entstanden. ^{[ 17 ]}

Einer der ältesten auf der Erde gefundenen Marsmeteoriten , Allan Hills 84001, entstand nachweislich vor 4,091 Milliarden Jahren durch Kristallisation aus geschmolzenem Gestein. ^{[ 18 ]}

Das Genesis-Gestein (Mondprobe 15415), das Astronauten während der Apollo-15 -Mission vom Mond mitbrachten , wurde auf ein Alter von 4,08 Milliarden Jahren datiert. ^{[ 19 ]} Während der Apollo-16-Mission wurden ältere Gesteine, darunter die Mondprobe 67215 mit einem Alter von 4,46 Milliarden Jahren, zur Erde gebracht. ^{[ 20 ]}

Manche Meteoritenarten sind älter als die Erde, da sie im frühen Sonnensystem entstanden , bevor die Planetenentstehung abgeschlossen war. Der Meteorit Nordwestafrika 11119 (NWA 11119) wurde auf ein Alter von 4,5648 ± 0,0003 Milliarden Jahren datiert. ^{[ 21 ]}

Manche feste Einschlüsse in Meteoriten sind älter als das umgebende Gestein. Kalzium-Aluminium-reiche Einschlüsse (CAIs) in Meteoriten sind die ältesten Feststoffe, die sich im Sonnensystem gebildet haben , und werden daher üblicherweise zur Datierung seiner Entstehung auf 4567,30 ± 0,16 Millionen Jahre herangezogen. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Präsolare Körner sind sogar noch älter; sie entstanden im interstellaren Medium und datieren vor der Entstehung des Sonnensystems. Einige präsolare Körner, die aus dem Murchison-Meteoriten extrahiert wurden , sollen 7 Milliarden Jahre alt sein. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• Alter der Erde  – Wissenschaftliche Datierung der Erde
• früheste bekannte Lebensformen
• Erdgeschichte  – Aufzeichnungen zur Entwicklung der Erde
• Zeitleiste der Natur

• Zircons are Forever (Archiviert am 12.04.2007 in der Wayback Machine)
• „Jack Hills in Westaustralien“ . NASA Earth Observatory Newsroom . Archiviert vom Original am 1. Oktober 2006. Abgerufen am 28. April 2006 .
• Bowring, SA und Williams, IS, 1999. Priscoan (4,00–4,03 Ga) Orthogneise aus dem Nordwesten Kanadas. Beiträge zur Mineralogie und Petrologie, Bd. 134, 3–16.
• Stern, R. A., Bleeker, W., 1998. Altersbestimmung der ältesten Gesteine ​​der Welt mithilfe des kanadischen SHRIMP-Programms. Der Acasta-Gneis-Komplex, Nordwest-Territorien, Kanada. Geoscience Canada, Bd. 25, S. 27–31.
• Yu A., Lee CD und Halliday, AN Lutetium-Hafnium- und Uran-Blei-Systematik von einzelnen Zirkonkörnern aus dem frühen bis mittleren Archaikum , Neunte jährliche Goldschmidt-Konferenz. 2

• Sehr alte australische Zirkone mit einer Geschichte zu erzählen (Archiviert am 27.06.2009 im Internet Archive)
• Auf dem Acasta-Gneis
• Zusammenfassung und vollständiger Text der Ergebnisse von O'Neils Forschung, veröffentlicht in Science