Најстарије стене на Земљи откривене у Канади, времеплов у рано доба планете и како се живот развио

Датирање је обављено коришћењем две методе које мере старост древне магме заробљене у стенама преко распада радиоактивних изотопа (различитих облика елемената), чиме је значајно потврђена раније спорна студија истих научника.

Ако се њихови налази, објављени 26. јуна у часопису Сајенс (Science), покажу тачним, могли би да понуде јединствен увид у најранију историју наше планете и геохемијску позорницу на којој се живот појавио.

„Ове вулканске стене морају бити старе најмање 4,16 милијарди година, а ја бих тврдио да је њихова највероватнија старост 4,3 милијарде година. Ниједне познате стене нису старије“, рекао је за портал Лајв сајенс коаутор студије Џонатан О’Нил, професор заштите животне средине на Универзитету у Отави.

Земља је почела као кугла ужарене лаве. Постепено се хладила током својих првих 600 милиона година, у добу познатом као геолошко доба Хадајк, када су почели да се формирају први џепови чврстих стена. То је било бурно време за младу планету, која је непрестано била бомбардована астероидима, а доживела је и катастрофалан судар са протопланетом Тејом, која је одвојила велики део Земље од ког је касније настала Месечева маса.

Већ око 3,8 милијарди година уназад, Земљина површина се поделила на тектонске плоче, које су почињале да се сударају, потапају једна испод друге и рециклирају у унутрашњости Земље, градећи планинске венце или океанске ровове. Ова субдукција значи да су многе стене на површини Земље с временом биле хемијски измењене путем интензивне топлоте и притиска.

Ипак, неки региони, удаљени од граница тектонских плоча, садрже стене које су остале непромењене милијардама година. Један од тих региона налази се у североисточној Канади, а његов најстарији део је управо појас зелених стена Нувуагитуку (НГБ). Научници се слажу да је ова изложена стена стара најмање 3,8 милијарди година.

Међутим, 2008. године, О’Нил и његове колеге објавили су студију у којој су тврдили да је НГБ стар 4,3 милијарде година – што би значило да садржи најстарије стене на свету.

Али други геолози су били скептични, указујући на недостатке у методологији. Старе стене се обично датирају помоћу минерала циркона, који је хемијски стабилан милијардама година. Међутим, вулканске стене у НГБ не садрже циркон, што је приморало научнике да користе распад елемента самаријума у неодимијум како би одредили старост.

Међутим, ту је настао проблем. Самаријум може да се распада у неодимијум на два начина: самаријум-146 у неодимијум-142, или самаријум-147 у неодимијум-143. То ствара два „изотопска сата“ са различитим брзинама распада. Први има полуживот од око 96 милиона година, док други има полуживот који траје билионима година.

Због тога су ове две методе давале веома различите процене старости стена. Дуговечнији сат је нарочито осетљив на тектонске догађаје који могу да промене изотопски однос током процеса распада.

„Свака врста ‘кувања’ или метаморфозе стене после четири милијарде година неће утицати на краткотрајни сат, али може да ресетује дуготрајни и доведе до разлика у старости између два система“, објашњава О’Нил.

Да би избегли овај проблем, тим се вратио на локацију у потрази за секцијама у којима је магма из Земљиног омотача продрла у примарну кору планете. Пошто су те интрузије морале бити млађе од стена у које су продрле, могле су да служе као минимална старост. Нова анализа открила је да оба система распада самаријума у неодимијум у тим деловима показују исту старост: 4,16 милијарди година.

Ако даља истраживања потврде да су стене старе колико О’Нилов тим тврди, оне би могле пружити кључне увиде у то како је настао живот на Земљи – и можда, на другим местима у свемиру.