Najstarije stene na Zemlji otkrivene u Kanadi, vremeplov u rano doba planete i kako se život razvio

Datiranje je obavljeno korišćenjem dve metode koje mere starost drevne magme zarobljene u stenama preko raspada radioaktivnih izotopa (različitih oblika elemenata), čime je značajno potvrđena ranije sporna studija istih naučnika.

Ako se njihovi nalazi, objavljeni 26. juna u časopisu Sajens (Science), pokažu tačnim, mogli bi da ponude jedinstven uvid u najraniju istoriju naše planete i geohemijsku pozornicu na kojoj se život pojavio.

„Ove vulkanske stene moraju biti stare najmanje 4,16 milijardi godina, a ja bih tvrdio da je njihova najverovatnija starost 4,3 milijarde godina. Nijedne poznate stene nisu starije“, rekao je za portal Lajv sajens koautor studije Džonatan O’Nil, profesor zaštite životne sredine na Univerzitetu u Otavi.

Zemlja je počela kao kugla užarene lave. Postepeno se hladila tokom svojih prvih 600 miliona godina, u dobu poznatom kao geološko doba Hadajk, kada su počeli da se formiraju prvi džepovi čvrstih stena. To je bilo burno vreme za mladu planetu, koja je neprestano bila bombardovana asteroidima, a doživela je i katastrofalan sudar sa protoplanetom Tejom, koja je odvojila veliki deo Zemlje od kog je kasnije nastala Mesečeva masa.

Već oko 3,8 milijardi godina unazad, Zemljina površina se podelila na tektonske ploče, koje su počinjale da se sudaraju, potapaju jedna ispod druge i recikliraju u unutrašnjosti Zemlje, gradeći planinske vence ili okeanske rovove. Ova subdukcija znači da su mnoge stene na površini Zemlje s vremenom bile hemijski izmenjene putem intenzivne toplote i pritiska.

Ipak, neki regioni, udaljeni od granica tektonskih ploča, sadrže stene koje su ostale nepromenjene milijardama godina. Jedan od tih regiona nalazi se u severoistočnoj Kanadi, a njegov najstariji deo je upravo pojas zelenih stena Nuvuagituku (NGB). Naučnici se slažu da je ova izložena stena stara najmanje 3,8 milijardi godina.

Međutim, 2008. godine, O’Nil i njegove kolege objavili su studiju u kojoj su tvrdili da je NGB star 4,3 milijarde godina – što bi značilo da sadrži najstarije stene na svetu.

Ali drugi geolozi su bili skeptični, ukazujući na nedostatke u metodologiji. Stare stene se obično datiraju pomoću minerala cirkona, koji je hemijski stabilan milijardama godina. Međutim, vulkanske stene u NGB ne sadrže cirkon, što je primoralo naučnike da koriste raspad elementa samarijuma u neodimijum kako bi odredili starost.

Međutim, tu je nastao problem. Samarijum može da se raspada u neodimijum na dva načina: samarijum-146 u neodimijum-142, ili samarijum-147 u neodimijum-143. To stvara dva „izotopska sata“ sa različitim brzinama raspada. Prvi ima poluživot od oko 96 miliona godina, dok drugi ima poluživot koji traje bilionima godina.

Zbog toga su ove dve metode davale veoma različite procene starosti stena. Dugovečniji sat je naročito osetljiv na tektonske događaje koji mogu da promene izotopski odnos tokom procesa raspada.

„Svaka vrsta ‘kuvanja’ ili metamorfoze stene posle četiri milijarde godina neće uticati na kratkotrajni sat, ali može da resetuje dugotrajni i dovede do razlika u starosti između dva sistema“, objašnjava O’Nil.

Da bi izbegli ovaj problem, tim se vratio na lokaciju u potrazi za sekcijama u kojima je magma iz Zemljinog omotača prodrla u primarnu koru planete. Pošto su te intruzije morale biti mlađe od stena u koje su prodrle, mogle su da služe kao minimalna starost. Nova analiza otkrila je da oba sistema raspada samarijuma u neodimijum u tim delovima pokazuju istu starost: 4,16 milijardi godina.

Ako dalja istraživanja potvrde da su stene stare koliko O’Nilov tim tvrdi, one bi mogle pružiti ključne uvide u to kako je nastao život na Zemlji – i možda, na drugim mestima u svemiru.