Het lijkt misschien onwaarschijnlijk, maar kleine korreltjes mineralen kunnen het verhaal van de vroege aarde helpen vertellen. En onderzoekers die die granen bestuderen, zeggen dat 4,4 miljard jaar geleden de aarde een kale, bergloze plaats was en bijna alles onder water stond. Slechts een handvol eilanden stak boven het oppervlak uit.
Wetenschappers van de Australian National University staan achter deze studie, geleid door onderzoeker Dr. Antony Burnham. De minerale korrels in de studie zijn de oudste gesteenten die ooit zijn gevonden. Het zijn 4,4 miljard jaar oude minerale zirkoonkorrels uit de Jack Hills in West-Australië, waar ze in zandsteenformaties werden bewaard.
4,4 miljard jaar geleden bevond de aarde zich in wat de ‘Hadean Eon’ wordt genoemd. Deze periode is slecht begrepen, omdat er geen rockrecord uit die tijd dateert. Dit is waar de minerale korrels van zirkoon binnenkomen.
"De geschiedenis van de aarde is als een boek waarvan het eerste hoofdstuk uit de zeer vroege periode is gehaald zonder overgebleven rotsen, maar we hebben deze sporenelementen van zirkoon gebruikt om in die tijd een profiel van de wereld op te bouwen." - Hoofdonderzoeker Dr. Antony Burnham, Australian National University
In zekere zin zijn deze zirkoonkorrels de ontbrekende pagina's.
De chemische naam van Zircon is zirkoniumsilicaat en wordt bijna overal in de aardkorst gevonden. Deze studie richt zich op wat zgn. Detrital zircon wordt genoemd, dat wordt gevormd in stollingsgesteenten, maar het overleeft in de loop van de tijd totdat het wordt afgezet in sedimentair gesteente. Zirkoonkorrels zijn meestal erg klein, ongeveer 0,1 tot 0,3 mm groot.
Zirkoon bevat gewoonlijk sporen van thorium en uranium, wat betekent dat ze gemakkelijk kunnen worden gedateerd door moderne dateringsmethoden. Zirkoon kan veel geologische processen zoals metamorfisme overleven, wat hun nut verklaart bij het bestuderen van de vroege aarde. Ze zijn niet gemakkelijk te vernietigen en ze hebben ons een verhaal te vertellen.
De zirkoonkorrels werden ongeveer 500 miljoen jaar nadat de aarde was gevormd in magma gekristalliseerd. Als gevolg hiervan bieden ze zeldzame inzichten in de omstandigheden op aarde op dat moment. De zirkoonkorrels in kwestie worden afval genoemd, omdat ze zich in magma hebben gevormd, maar zijn afgezet in de geologisch belangrijke zandsteen in Jack Hills, Australië. De afvalkorrels werden vergeleken met een tweede type zirkoonkorrel die direct in de sedimentaire formaties werd gevormd.
Door onderscheid te maken tussen de twee typen, krijgen onderzoekers een nieuw geochemisch hulpmiddel om de vroege aarde te begrijpen.
"We gebruikten het graniet van Zuidoost-Australië om het verband tussen de samenstelling van zirkoon en het magma-type te ontcijferen, en bouwden een beeld van wat die ontbrekende rotsen waren," zei hij.
"Ons onderzoek geeft aan dat er tijdens de eerste 700 miljoen jaar of langer van het bestaan van de aarde geen bergen en continentale botsingen waren - het was een veel rustigere en saaiere plaats", zegt Dr. Burnham van de ANU Research School of Earth Sciences.
"Onze bevindingen toonden ook aan dat er sterke overeenkomsten zijn met zirkoon van de soorten gesteenten die de volgende 1,5 miljard jaar overheersten, wat suggereert dat het lang duurde voordat de aarde evolueerde naar de planeet die we vandaag kennen." De resultaten van het team zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience en hebben de titel 'Formation of Hadean granites by melting of igneous crust'.
Dit is niet de eerste keer dat oude, detritale zirkonen het middelpunt vormen van wetenschappelijke studies van de vroege aarde. In een eerdere studie werden ze gebruikt om te concluderen dat de aarde 4,3 miljard jaar geleden een aanzienlijke hydrosfeer had.
