Blick in die Urzeit: Die älteste Kruste der Erde ist 4,02 Milliarden Jahre alt. Zu diesem Schluss kommen nun Geologen, die eine Probe einer Gesteinsformation aus der Urzeit erstmals exakt datiert haben. Das Besondere ist aber nicht nur das Alter der Kruste – auch ihre Zusammensetzung ist interessant. Denn das Gestein sieht anders aus, als es die Forscher von einem frühen Kontinent erwartet hätten – es befindet sich in einer Art Übergangszustand.
Die Methusalems der Erdkruste können bis zu vier Milliarden Jahre alt sein. Die urzeitlichen Gesteinssockel im Inneren der Kontinente sind für Geologen das Fenster in eine Zeit, in der sich die frühen Erdteile formten. „Sie geben uns wichtige Informationen darüber, was damals auf der Erde passierte“, sagt Jessie Reimink von der University of Alberta in Kanada.
Allerdings kennen Forscher weltweit bislang nur wenige Orte, an denen sich so alte Gesteine oder Mineralien erhalten haben: „Einer liegt im Norden von Quebec, der zweite im Westen Australiens und der dritte ist eine Gesteinsformation in den kanadischen Nordwest-Territorien“, sagt Reimink. Informationen über die „Embryo-Kruste“ der Erde seien deshalb rar.
Verräterische Mineralien
Einer dieser uralten Krusten haben die Wissenschaftler nun jedoch wertvolle Geheimnisse entlocken können. Dafür untersuchten sie Gestein aus dem Nordwesten Kanadas, das 300 Kilometer nördlich der Stadt Yellowknife gefunden worden war. Das Besondere: Die Probe enthielt gut erhaltene Körner des Minerals Zirkon – und das eignet sich für präzise radiometrische Altersbestimmungen.
Reimink und seine Kollegen konnten damit nicht nur erstmals ein Krustengestein aus der Urzeit besonders exakt datieren, die chemische Zusammensetzung der Kruste verriet ihnen noch mehr: „Gestein und Zirkon zusammen geben uns viel mehr Informationen als einzeln betrachtet“, erklärt der Geologe. „Das Zirkon behält seine chemische Struktur und ändert sich auch nicht durch spätere geologische Prozesse. Der Stein selbst enthält wiederum Daten, die wir in den Mineralkörnern nicht finden.“
Unerwartete Zusammensetzung
Die Untersuchung der Probe offenbarte, dass das Krustengestein 4,02 Milliarden Jahre alt ist. Damit gehört es zu der ältesten bekannten Gesteinsformation auf der Erde. Spannender wurde es jedoch, als die Forscher die weitere Zusammensetzung des Gesteins analysierten.
Dabei zeigte sich: Die Chemie der Kruste ähnelt nicht der Struktur, die Experten von anderen Krustenteilen aus der Urzeit kennen. Stattdessen befindet sich das Gestein in einer Art Übergangszustand zwischen einer ozeanischen und einer kontinentalen Kruste. „Es ähnelt Gesteinsformationen, die sich heutzutage in Island bilden“, sagt Reimink. „Island gilt als Analogon für die Prozesse, die stattfanden, als die frühen Kontinentalkrusten noch in der Entwicklungsphase waren.“
Wie bildeten sich die frühen Erdkrusten?
Die Probe könnte damit ein Relikt aus einer Zeit sein, in der die frühen Erdkrusten gerade erst in der Entstehung begriffen waren. Die ersten Erdkrusten bildeten sich demnach womöglich aus älteren, Ozean-ähnlichen Krusten, wie das Team vermutet. Die Abwesenheit für Kontinentalkrusten typischer Signaturen führe jedoch zu mehr Fragen als Antworten – es gebe noch viele Unbekannte.
Weitere Forschung soll nun zeigen, wie sich die Methusalems der Erde wirklich gebildet haben – jene Landmassen, die unseren Planeten nachhaltig veränderten: „Die Existenz von Kontinenten oberhalb des Wassers hat bedeutende Auswirkungen auf die Chemie der Atmosphäre sowie die Präsenz oder die Abwesenheit von Leben auf der Erde“, betont Reimink. (Nature Geoscience, 2016; doi: 10.1038/ngeo2786)
(University of Alberta, 20.09.2016 – DAL)
