Wetenschappers beweren dat ze hebben bewezen dat deze Canadese rotsen de oudste op aarde zijn

In 2008 meldden Canadese onderzoekers onder leiding van McGill-promovendus Jonathan O'Neil dat ze 's werelds oudste gesteenten hadden gevonden, 4,3 miljard jaar geleden gevormd in wat nu Noordwest-Quebec is. Zulke gesteenten zouden wetenschappers een ongekende blik bieden op de vroege geschiedenis van de aarde tijdens haar allereerste eon, het Hadeïcum, slechts een paar honderd miljoen jaar nadat de aarde 4,5 miljard jaar geleden ontstond.

De ontdekking was echter controversieel. Andere wetenschappers betoogden dat de rotsen simpelweg een mengsel waren van ouder en jonger materiaal. Daarmee konden ze ons niet vertellen hoe de wereld er destijds uitzag.

Na ruim tien jaar hard werken hebben O'Neil en zijn team een ​​nieuwe analyse uitgevoerd van de rotsen uit de Nuvvuagittuq Greenstone Belt (NGB), een rotsformatie in de regio Nunavik in Quebec, ongeveer 40 kilometer ten zuiden van Inukjuak, dicht bij de oostelijke oever van de Hudsonbaai.

De nieuw bestudeerde rotsen, die later zijn ontstaan ​​dan de geanalyseerde oorspronkelijke rotsen, zijn minstens 4,16 miljard jaar oud, meldt een vandaag in Science gepubliceerd artikel . Dit bevestigt dat ze zelfs uit het Hadeïcum komen, en aangezien de oorspronkelijke rotsen nog ouder zijn, omvat de rotsformatie "de oudste rotsen die op aarde bewaard zijn gebleven", aldus de studie.

O'Neil, nu hoogleraar aardwetenschappen aan de Universiteit van Ottawa, zei dat gesteenten voor geologen net boeken zijn, vol chemische gegevens over hun ontstaan ​​en de omgeving destijds – die aanwijzingen geven over wanneer de oceanen ontstonden, wanneer het leven begon en wanneer de platentektoniek de continenten begon te vormen. Met zulke oude gesteenten, voegde hij eraan toe, "hebben we de mogelijkheid om een ​​nieuw venster te openen naar een tijd waarin we vrijwel geen gegevens hebben."

Wat we weten over het Hadeïsche eon

Toen de Aarde ontstond, was het een bal van gesmolten lava. Wetenschappers gingen er aanvankelijk van uit dat het eerste eon van de Aarde, het Hadeïcum, eindigde met de vorming van de eerste rotsen. Wat bekend staat als de "gouden piek", die het einde van het Hadeïcum markeert, bevindt zich ook in Canada, in de Acasta Gneiss-formatie in de Northwest Territories, die 4,03 miljard jaar oud is.

Wetenschappers zijn het eens over die datering omdat het Acasta Gneis zirkonen bevat, mineralen die vrij eenvoudig zeer betrouwbare ouderdomsbepalingen voor gesteenten opleveren met behulp van een techniek die isotopendatering wordt genoemd. Deze techniek is gebaseerd op de constante vervalsnelheid van radioactief materiaal en gebruikt die als klok.

Wetenschappers dachten vroeger dat er tijdens het Hadeïcum geen gesteenten bestonden, maar volgens O'Neil zijn ze van mening veranderd doordat er de afgelopen twintig jaar steeds meer bewijsmateriaal is gevonden, waaronder zirkonen die 4,4 miljard jaar geleden in Australië zijn ontstaan . (Deze zirkonen, kleine zandkorrels ingebed in sedimentair gesteente, zijn te klein om als gesteente te worden beschouwd.)

Zulke kleine mineraalkorrels kunnen lang niet zoveel informatie geven als een hele steen – hooguit iets dat overeenkomt met "misschien een pagina", aldus O'Neil. Met een hele steen "kunnen we een hoofdstuk of [een heel boek] hebben", aldus O'Neil.

In het afgelopen decennium heeft zijn team intrigerend bewijs gevonden dat de NGB-rotsen op de bodem van de oceaan zijn gevormd en mogelijk vroege sporen van leven en mogelijke bewijzen van platentektoniek vertonen. Maar de "ongelukkige" controverse over de datering, zoals O'Neill het noemt, heeft hen ervan weerhouden met zekerheid te zeggen dat deze dingen daadwerkelijk tijdens het Hadeïcum zijn gebeurd.

Waarom zo controversieel?

De Nuvvuagittuq Greenstone Belt bestaat uit een ongewoon lichtgekleurd basalt, een gesteente dat vaak op de oceaanbodem wordt gevormd. Helaas bevat basalt geen zirkonen, waardoor geologen de ouderdom ervan niet kunnen vaststellen met de meest betrouwbare isotopenmethode die er is.

In plaats daarvan maakten O'Neil en zijn team gebruik van een techniek genaamd samarium-neodyniumdatering, die geschikt is voor gesteenten die ouder zijn dan vier miljard jaar.

"Dit is toegepast op gesteenten van de maan en op gesteenten van Mars. Er zijn alleen geen gesteenten op aarde die oud genoeg zijn om deze techniek toe te passen, behalve misschien de gesteenten uit het noorden van Quebec", aldus O'Neil.

Bovendien kwamen de dateringen van twee verschillende isotopische "klokken" in die eerdere studie niet overeen. O'Neil dacht dat dit kwam doordat een van de twee klokken kwetsbaarder was voor gebeurtenissen die zich lang na de vorming van de rotsen voordeden, wat een jongere datering opleverde.

Andere wetenschappers dachten echter dat het een teken was dat het gesteente een mengsel was van ouder en jonger materiaal.

Graham Pearson, hoogleraar aan de Universiteit van Alberta, houdt zich al 15 jaar bezig met het dateren en traceren van enkele van de oudste rotsen van Canada. Hij zegt: "Het is heel gemakkelijk om rotsen verkeerd te dateren, welke methode je ook gebruikt."

Hij voegde er echter aan toe dat in het geval van O'Neil's oorspronkelijke onderzoek, waar hij niet bij betrokken was, enkele aannames werden gedaan over de relaties tussen verschillende gesteenten, die twee manieren van interpretatie van de gegevens mogelijk maakten.

Nieuw, overtuigender bewijs?

Om de controverse op te lossen, analyseerde O'Neils team een ​​stuk nabijgelegen gesteente uit de NGB. Het nieuw geanalyseerde gesteente is een intrusie, oftewel vloeibaar magma, dat zich op een later tijdstip tussen de scheuren van het oorspronkelijke gesteente heeft geperst en vervolgens is gestold. Dat maakt het per definitie jonger dan het oorspronkelijke gesteente.

In de nieuwe analyse, gefinancierd door de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada en de overheid van Ontario, zijn beide isotopenklokken het erover eens, aldus O'Neil, dat "het nieuwere gesteente precies dezelfde leeftijd heeft, namelijk 4,16 miljard jaar".

Martin Bizzarro, een Canadese professor aan de Universiteit van Kopenhagen, behoorde tot degenen die dachten dat vermenging de oorzaak was van de resultaten uit 2008. Hij erkende dat de overeenstemming van klokken in de nieuwe studie "zeldzaam" is. Maar hij vertelde CBC News in een e-mail: "Ik denk niet dat [de gegevens] onomstotelijk bewijzen dat de rotsen Hadeïsch zijn", aangezien er andere verklaringen zijn "gezien de complexiteit van de processen op aarde".

Pearson zei intussen overtuigd te zijn door de nieuwe gegevens, gezien de verscheidenheid aan technieken die O'Neil en zijn team gebruiken en hun "zeer zorgvuldige studie".

O'Neil hoopt dat de nieuwe gegevens andere wetenschappers het vertrouwen zullen geven dat de rotsen Hadeïsch zijn, de periode die betrekking heeft op tekenen van oceaanchemie, platentektoniek en leven die zijn collega's in deze rotsen vinden. "Daarom is de leeftijd van deze rotsen zo cruciaal."