Neue Analysen von Gesteinsproben aus Kanada identifizieren das älteste Gestein der Welt mit basaltischen Ursprung
Die Erdkruste unterliegt einem ständigen Umwandlungsprozesses und wird infolge der Subduktion recycelt. Daher ist praktisch kaum noch Gestein auf der Erde vorhanden, das aus der Frühzeit unseres Planeten stammt. Für Wissenschaftler ist die Erforschung solch alter Gesteine aber wichtig, damit sie die Prozess besser verstehen, die zur Bildung der Erdkruste führten. Ein schmaler Streifen Gestein an der Ostküste der Hudson Bay in Nordostkanada rückt im Rahmen einer Studie erneut in den Fokus der Wissenschaftler: der Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel. Neue Untersuchungen liefern Hinweise darauf, dass es sich bei Teilen dieses Gürtels um Überreste der allerersten Erdkruste handeln könnte.
Der Ursprung dieser Gesteine liegt tief in der frühen Erdgeschichte: Vor mehr als vier Milliarden Jahren dürfte an dieser Stelle heißes, mafisches Magma aus dem Erdmantel durch eine Risszone in der noch jungen Kruste gedrungen sein. Die daraus erstarrten vulkanischen Gesteine, vermutlich basaltischen Ursprungs, wurden später metamorph überprägt: sie tauchten im Zuge tektonischer Prozesse und durch Überdeckung mit anderen Gesteinen, in größere Tiefen der Erdkruste ab und verwandelten sich durch hohen Druck und Temperatur in Amphibolite und verwandte Gesteinstypen. Anders als der Großteil der frühesten Erdoberfläche, der im Lauf der Jahrmilliarden zerstört oder umgewandelt wurde, könnten diese Gesteine den Prozess überlebt haben.
Erste Hinweise auf ihr enormes Alter wurden bereits 2008 veröffentlicht. Damals ergaben Isotopenanalysen ein mögliches Alter von bis zu 4,3 Milliarden Jahren, was das Gestein älter machen würde als alles andere, das bislang in Zusammenhang erhalten auf der Erde gefunden wurde.
Die damaligen Altersbestimmungen basierten auf Samarium-Neodym-Isotopensystemen – eine etablierte Methode, deren Ergebnisse aber damals noch Unsicherheiten aufwiesen. Zwei verschiedene Zerfallsreihen, die eigentlich konsistente Daten liefern sollten, ergaben widersprüchliche Werte. Diese Abweichungen führten zu Skepsis in der Fachwelt und ließen Zweifel an der 4,3-Milliarden-Jahre-Hypothese aufkommen.
In der neuen Studie von einem Team um Jonathan O’Neil von der Universität Ottawa wurden nun jedoch jüngere, mafische Intrusionen untersucht, die in das mutmaßlich ältere Wirtsgestein eingedrungen sind. Die Logik: Wenn sich deren Alter zuverlässig bestimmen lässt, muss das umgebende Gestein zwangsläufig älter sein. Die Ergebnisse zeigen eine bemerkenswerte Übereinstimmung zwischen den langlebigen und kurzlebigen Samarium-Neodym-Isotopen – beide Datierungen deuten auf ein Alter von etwa 4,16 Milliarden Jahren hin. Damit gewinnt die Hypothese an Gewicht, dass das Wirtsgestein tatsächlich 4,3 Milliarden Jahre alt sein könnte.
Diese Altersübereinstimmung in einem geologisch zusammenhängenden System gilt als starkes Argument für die Echtheit der neuen Datierung. Der Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel könnte somit ein Fenster in das Hadaikum öffnen – jenes rätselhafte erste Äon der Erdgeschichte, über das nur wenig bekannt ist.