Oudste gedateerde gesteenten op aarde en Maan — zirkoon, Acasta Gneiss

Ontdek de oudste gedateerde gesteenten op Aarde en Maan: zirkoon en Acasta Gneiss — 4,4+ miljard jaar aan bewijs voor de vroegste geschiedenis van onze planeet.

De oudste gedateerde gesteenten en materiaal die we op aarde kennen, zijn van verschillende oorsprong en typen: er zijn zeer oude maanstenen in onze collectie, oeroude mineraalkorrels van terrestrische oorsprong (zirkoon) en zeer oude gesteentebolsters zoals de Acasta Gneiss. Hieronder volgt een uitgebreide toelichting op de belangrijkste vondsten en de methoden waarmee ze zijn gedateerd.

1. Oude maanstenen (Apollo)

Er zijn zeer oude gesteenten teruggebracht van de Maan tijdens de Apollo-missies. Dit is relevant omdat de Maan volgens de reusachtige inslaghypothese nauw verbonden is met de vroege geschiedenis van de Aarde: de Maan is vermoedelijk ontstaan na een enorme inslag in de jonge Aarde. Tijdens de Apollo 16 werd onder andere Maanmonster 67215 meegenomen; dit monster is gedateerd op ongeveer 4,46 miljard jaar. Omdat dit gesteente nu op Aarde aanwezig is, wordt het soms aangeduid als het oudst bekende gesteente in onze collectie, maar de gesteentekern is geologisch gezien van niet-terrestrische oorsprong.

2. Oudste terrestrische materiaal: zirkoon uit Jack Hills

Het oudste materiaal van echte aardse oorsprong dat betrouwbaar is gedateerd, zijn korreltjes zirkoon (ZrSiO4) uit de Jack Hills in West-Australië. De oudste individuele zirkoon heeft een U-Pb-datering van 4,404 ± 0,008 miljard jaar. Deze zirkoenen worden aangetroffen als zuivere, detritale korreltjes in metamorfe sedimenten en zijn bijzonder waardevol omdat zirkoon extreem resistent is tegen chemische verwering en metamorfe herwerking.

Zirkonen zijn uitstekende kandidaten voor U-Pb-datering omdat ze uranium (U) opnemen bij kristallisatie maar geen lood (Pb); het lood dat tegenwoordig in de korrel zit, is dus het resultaat van radioactief verval van uranium. Door de relatieve hoeveelheden U en Pb te meten kan men zeer nauwkeurige leeftijden berekenen. De Jack Hills-zirkonen laten bovendien isotopische signalen zien (zoals verrijking in 18O) die wijzen op vroege interactie met water en het bestaan van ouder continentkorst in het vroege Hadean. Veel zirkonen uit Jack Hills groeperen rond leeftijden van ongeveer 4,35 miljard jaar, wat expliciet refereert aan de spreiding en betrouwbaarheid van verschillende analyses.

3. Oudste bewaard gebleven gesteentekernen: Acasta Gneiss

De oudst bekende bewaarde grote rotsformatie is mogelijk de Acasta Gneiss in het Canadese Schild van de Northwest Territories, Canada. Deze gneis bestaat uit zeer oude, sterk gemetamorfoseerde stollingsgesteenten die deel uitmaakten van Archeïsche korst. Door U-Pb-dateringen aan zirkooninsluitsels in deze gneis is een ouderdom gebleken van ongeveer 4,03 miljard jaar (sommige publicaties geven leeftijden rond 4,02–4,04 Ga). De Acasta Gneiss vertegenwoordigt daarmee één van de oudste stukjes oorspronkelijke continentale korst op aarde die nog als samenhangend gesteentepakket bewaard is gebleven.

De Acasta-formatie is blootgelegd door erosie en gletsjerwerking en bestaat uit stollingskernen en gneissische structuren die bewijzen dat er al zeer vroeg in de aardgeschiedenis gegoten en herverwerkt gesteente aanwezig was. Net als bij Jack Hills zijn het de zirkonen in deze gesteenten die de meest betrouwbare ouderdomsinformatie leveren.

Context: andere oude zones en interpretaties

Naast Jack Hills en Acasta zijn er nog andere gebieden met zeer oude gesteenten of suggererende data: zo zijn supracrustale banden in Isua (Groenland) rond ~3,8 miljard jaar oud en zijn er claims voor oudere leeftijden in sommige groene steenzones (bijvoorbeeld Nuvvuagittuq), maar die oudere interpretaties blijven onderwerp van discussie en zijn soms afhankelijk van interpretatie van isotopische gegevens en metamorfose. In het algemeen geldt:

• Zirkoon-korrels geven vaak de oudste betrouwbare data omdat ze individuele kristallen zijn die eerdere gebeurtenissen kunnen "vastleggen" en later intact kunnen blijven.
• Gesteenteblokken zoals de Acasta Gneiss geven inzicht in de oudste overgebleven delen van de continentale korst, maar hun oorspronkelijke vorm en ouderdom kunnen zijn beïnvloed door latere metamorfe gebeurtenissen.
• Maanmonsters zijn ouderdomsrecords van het aarde–maan-systeem, maar zijn niet van terrestrische oorsprong; ze helpen wel de tijdschaal van de eerste miljarden jaren te verduidelijken.

Samenvatting

Belangrijkste punten:

• Maanmonster 67215 (Apollo 16) is ongeveer 4,46 miljard jaar oud en is daardoor één van de oudst gedateerde stukken gesteente in onze collectie, maar het is afkomstig van de Maan (Maan).
• Het oudste bekende terrestrische materiaal zijn zirkonen uit de Jack Hills, met een oudste gedateerde zirkoon van 4,404 ± 0,008 miljard jaar; veel zirkonen concentreren zich rond ~4,35 miljard jaar.
• De Acasta Gneiss wordt beschouwd als één van de oudste bewaard gebleven rotsformaties op aarde (rond ~4,03 miljard jaar), onderbouwd door U-Pb-dateringen van zirkonen.

Deze vondsten samen geven ons een venster op de eerste honderden miljoenen jaren van de aarde en het aarde–maan-systeem en tonen aan dat al zeer vroeg in de geschiedenis vaste korst en mogelijk vloeibaar water bestonden. De belangrijkste dateringsmethode is U-Pb-analyse in zirkonen, en interpretatie vereist zorgvuldige analyse omdat later metamorfe en sedimentaire processen de context kunnen veranderen.

Vragen en antwoorden

V: Wat zijn de oudste gedateerde gesteenten op aarde en wat zijn hun soorten?

V: Waarom is het relevant om de gesteenten van de Maan te bestuderen?

V: Wat is de naam van het oudste bekende gesteente op Aarde en waar is het gevonden?

V: Wat is de leeftijd van het zirkoonmineraal dat gedateerd is als het oudste materiaal van aardse oorsprong?

V: Waar is de oudste consistent gedateerde zirkoon gevonden?

V: Wat is de Acasta Gneiss, waar bevindt hij zich en hoe is hij gedateerd?

V: Hoe oud is de Acasta Gneiss?

Zoek op letter