Czy wszystkie skały na Ziemi powstały w tym samym czasie?

Nie wszystkie skały, które znajdziemy na Ziemi, powstały w tym samym czasie. Większość z nich jest znacznie młodsza od samej planety. Według badaczy najstarsze fragmenty skorupy ziemskiej znajdujące się na dnie oceanów mają około 200 milionów lat. W porównaniu z wiekiem Ziemi liczonym w miliardach, powstały stosunkowo późno. O co tu chodzi?

„Ziemia jest aktywną planetą”, wyjaśnia Boyet, geochemiczka z Uniwersytetu w Clermont Auvergne we Francji. „Ta wyjątkowa cecha sprawia, że nasz glob różni się od innych planet Układu Słonecznego, a także od Księżyca”.

W praktyce oznacza to, że nieustannie przemieszczające się płyty tektoniczne powodują recykling skał. Kiedy płyta oceaniczna styka się z płytą kontynentalną, wsuwa się pod nią i styka z płaszczem. W tym procesie, który określamy mianem subdukcji, stare skały ulegają zniszczeniu. Z roztopionego materiału płaszcza powstają wówczas nowe skały.

Badaczom udało się odkryć kilka pokładów bardzo starych skał, w tym datowany na miliardy lat pas zielonego kamienia Nuvvuagittuq w Zatoce Hudsona w Kanadzie. Odkryć dokonano na terenie dzisiejszej Australii, a także w Chinach, Grenlandii i Republice Południowej Afryki. Pomimo wieku, nawet historia bardzo starych skał nie jest tak prosta, jak może się wydawać na pierwszy rzut oka. „Wystawienie na działanie wysokich temperatur w czasie kolizji, do których doszło w przeszłości, może spowodować zmianę składu chemicznego”, zauważa Boyet. „To wpływa na izotopy, których używamy do określania wieku skał”.Dokładne określenie wieku Ziemi stanowiło duże wyzwanie dla badaczy ze względu na fakt, że pierwotne skały, które powstały w czasach gdy nasza planeta krzepła, już nie istnieją. By skutecznie określić wiek naszego globu, musieliśmy poszukać pomocy – znaleźliśmy ją w kosmosie.

„Na naszym Księżycu nie występują ruchy płyt tektonicznych”, wyjaśnia Boyet. „Możemy z całą pewnością stwierdzić, że skały pokrywające blisko 80 % powierzchni Księżyca są bardzo stare, liczą co najmniej 3 miliardy lat”.

Datowanie radiometryczne to technika umożliwiająca potwierdzenie wieku skały, która opiera się na porównaniu proporcji dwóch różnych izotopów. Izotopy promieniotwórcze rozpadają się w przewidywalnym czasie, co pozwala geologom określić wiek próbki.

Datowanie skał księżycowych pozwoliło nam ustalić z większą dokładnością wiek naszego Układu Słonecznego. Kolejnym kluczowym procesem było datowanie radiometryczne meteorytów, które powstały w pierwszych dziesiątkach milionów lat formowania się tego fragmentu Wszechświata. Po zgromadzeniu wszystkich danych, pochodzących zarówno z próbek ziemskich, jak i pozaziemskich, naukowcy określili przybliżony wiek Ziemi na około 4,5 miliarda lat.Brak skał istniejących od 4,5 miliarda lat stanowi pewien problem – naukowcy nadal nie mają pewności na temat wyglądu Ziemi, gdy obłoki gazu i pyłu skondensowały się, tworząc naszą planetę. Ustalenie tego jest niezwykle ważne – jeśli chcemy dokładnie zgłębić rozwój Ziemi, musimy w pierwszej kolejności ustalić przebieg wydarzeń w ciągu pierwszych kilku milionów lat.

Wraz z kierowanym przez siebie zespołem Maud Boyet starała się stawić czoła temu wyzwaniu w ramach finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych projektu ISOREE. W tym celu badaczka analizowała skład neodymu – pierwiastka chemicznego występującego w prymitywnych meteorytach.

„W drodze przeprowadzonych badań doszliśmy do wniosku, że neodym trafił na naszą planetę w wyniku wielu kolizji z innymi ciałami niebieskimi, do których doszło w ciągu pierwszego miliona lat istnienia Układu Słonecznego. Co więcej, w wyniku tych zderzeń doszło do zniszczenia nawet 20 % masy naszej planety”, wyjaśnia badaczka. „Naszemu zespołowi udało się podkreślić znaczenie zderzeń w procesie kształtowania planet oraz ustalania ich składu”, dodaje.

Przeprowadzone badania poszerzyły dostępną wiedzę na temat procesu powstania Ziemi i Układu Słonecznego. Obecnie Boyet skupia się na możliwości pobierania próbek skał znajdujących się w głębi Ziemi, w tym pod olbrzymimi wulkanami, które można znaleźć między innymi na Hawajach.

„Mamy nadzieję, że znajdziemy tam skały, które powstały we wczesnych latach po uformowaniu planety i nie uległy wymieszaniu przez miliardy lat”, wyjaśnia badaczka. „Pomiar niewielkich różnic w składzie izotopowym może dostarczyć nam więcej informacji o pierwszych etapach rozwoju Ziemi”.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o badaniach prowadzonych przez Boyet: Poznawanie początków historii Ziemi