Je leest:

Jonge aarde koelde snel af

Jonge aarde koelde snel af

Zirkoonkristal blijkt 4,4 miljard jaar oud

Auteur: | 26 februari 2014

Het oudste stukje korst op aarde is 4,4 miljard jaar geleden al gevormd, blijkt uit nieuwe ouderdomsmetingen aan een zirkoonkristal. Het betekent dat de aarde al snel na haar vorming flink was afgekoeld.

Het 4,4 miljard jaar oude zirkoon-kristal uit de Jack Hills regio in Australië.
John W. Valley

Een zirkoon kristal ter grootte van een korreltje strandzand bevestigt dat de magmabol die de aarde bij haar geboorte was behoorlijk snel afkoelde. Al 160 miljoen jaar na het ontstaan van ons zonnestelsel vormden zich de eerste stukken aardkorst op de magma-oceanen. Dit blijkt uit een nieuwe analyse aan dit oeroude minuscule brokje aardkorst, die de tot nu toe omstreden ouderdom van 4,4 miljard jaar bevestigt. Het zirkoonkristal, afkomstig uit de Jack Hills in het westen van Australië, is hiermee het oudste stukje aardkorst ter wereld dat tot nu toe gevonden is.

De bevindingen versterken het al eerder geopperde idee van een ‘koele jonge aarde’, waarbij de temperatuur rond 4,4 miljard jaar geleden al laag genoeg werd om vloeibaar water mogelijk te maken en misschien zelfs al oceanen te laten ontstaan – dit in plaats van de ‘stomende’ atmosfeer die je bij hogere temperaturen zou verwachten. Het zou betekenen dat ook de omstandigheden voor het ontstaan van leven al in een vroeg stadium gunstig waren.

Klok

Al sinds 2001 zijn er bij verschillende zirkoonkristallen uit West-Australië ouderdommen van 4,4 miljard jaar gemeten, maar de vraag of er geen fout in de meting was geslopen bleef tot nu toe onbeantwoord.

Zirkoon bevat radioactief uranium, dat in de loop der tijd wordt omgezet in lood, en dus fungeert als een klok – de verhouding tussen lood en uranium in het gesteente is een maat voor de ouderdom. Omdat deze zogenaamde isotopen zich echter door het gesteente kunnen verplaatsen, zal de verdeling niet overal hetzelfde zijn, en zou het gemeten korreltje dus ook toevallig relatief veel lood bevat kunnen hebben. Dan zou hij ouder uit de metingen komen dan hij in werkelijkheid is.

Om deze mogelijkheid te onderzoeken onderwierp een groep aardwetenschappers uit Amerika, Australië en Canada het zirkoonkorreltje aan een scan, waarmee de verdeling van de isotopen in het gesteente zichtbaar was. De isotopen hadden zich inderdaad verplaatst, zagen ze, maar over zo’n kleine afstand dat zelfs in het betreffende mini-korretje de verhouding nog als gemiddelde gezien kon worden. De ouderdom is nu vastgesteld op 4,374 miljard jaar, met een foutenmarge van 6 miljoen jaar (dus slechts 0,13%).

Tijdlijn van de geschiedenis van de aarde, met de Jack Hills zirkoon – en dus een redelijk afgekoelde aarde – op 4,4 miljard jaar.
Andree Valley

Maan

Wim van Westrenen, planetair geoloog en maandeskundige van de Vrije Universiteit, vindt het oude stukje steen een bijzondere ontdekking. “De dateringsmethode is bijzonder interessant, en ik twijfel niet aan de juistheid van de gevonden ouderdom.” Wel vraagt hij zich af of wel deugdelijk bewezen is dat de zirkoon inderdaad uit de aardkorst komt; het mineraal komt ook voor in magmatische gesteenten zoals basalt.

Als het inderdaad om korstmateriaal gaat, dan vormen de bevindingen een probleem voor de gangbare theorie over de vorming van de maan. Volgens deze theorie is de maan gevormd na een inslag van een hemellichaam ter grootte van de planeet Mars. Modelberekeningen wijzen uit dat de temperatuur aan het aardoppervlak daarbij boven de 5700 graden Celcius uitkomt.

Volgens de nieuwste analyses is de maan tussen de 4,45 en 4,35 miljard jaar geleden gevormd, zegt Van Westrenen. “Dus dan moet de aarde wel onwaarschijnlijk snel zijn afgekoeld.” Overigens hangt Van Westrenen zelf een andere theorie voor de maanvorming aan – namelijk een explosie in de aardkern, waardoor het maangesteente door het aardoppervlak naar buiten gebroken zou zijn. “Daarbij blijft het aan de andere kant van de aardbol nog koel”, aldus Van Westrenen.

Bronnen

  • Valley e.a. Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe tomography, Nature Geoscience (2014), doi:10.1038/ngeo2075
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 26 februari 2014

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.