Zirkoon wijst op bestaan aardkorst op slechts 300 miljoen jaar na vorming aarde

Wanneer werd er voor het eerst een continentale aardkorst gevormd? Die vraag houdt geologen allang bezig. In het noordwesten van Canada komen de oudste gesteenten voor die we kennen: de Acasta-gneiss. De ouderdom hiervan is vastgesteld op 4,03-3,94 miljard jaar oud. Daarmee is overigens niet gezegd dat er niet al eerder continentale korst bestond: in West-Australië zijn gesteenten aangetroffen waarin zirkoonkorrels voorkomen die al – voordat het desbetreffende gesteente ontstond – een cyclus van vorming, erosie en opname in het nieuwe gesteente moeten hebben doorlopen. Die zirkoonkorrels zijn afkomstig uit gesteenten die minimaal 4,06 miljard jaar oud waren.

Het ‘record’ van materiaal uit de oudste continentale korst lijkt nu echter weer terug te gaan naar de Canadese Acasta-gneiss. Onderzoekers hebben uit die gneiss een aantal zirkoonkristallen onderzocht in een poging om de gneiss nauwkeuriger te dateren dan tot nu toe mogelijk was. En daarin zijn ze geslaagd: de zirkoonkorrels geven aan dat ze 3,9 miljard jaar geleden werden gevormd, en dat ze 3,6 miljard jaar geleden een sterke metamorfose ondergingen. Hetzelfde resultaat werd gevonden voor alle zirkoonkorrels, op één na.

Die ene, afwijkende zirkoonkorrel is nu het oudste stukje continentale aardkorst dat we kennen. Zijn ouderdom is 4,2 miljard jaar. De korrel, die zelf weer insluitsels van het mineraal apatiet bevat, moet zijn uitgekristalliseerd uit magma met een granitische samenstelling. Dat betekent een continentaal magma, omdat oceanische korst een (ruwweg) basaltische samenstelling heeft. Een en ander betekent dat vroege aardkorst niet alleen wijder verspreid moet zijn voorgekomen dan in Australië, maar ook dat er al zo’n 200 miljoen jaar eerder dan tot nu toe bekend was, continentale korst bestond. Dat wordt als een grote verrassing beschouwd, omdat er dus slechts (maximaal) 300 miljoen jaar voor nodig was om, sinds het ontstaan van de aarde, een differentiatie te krijgen van lichter en zwaarder materiaal in dusdanig sterk mate dat een typische aardkorst ontstond.

De zirkoonkorrel moet, zoals blijkt uit geochemische en isotopenanalyses, zijn ontstaan uit een granitisch magma dat niet uitkristalliseerde in de mantel, maar in de korst. Hoe de korrel vervolgens 3,9 miljard jaar geleden terecht is gekomen in de (waarschijnlijk ook uit vooral granitische gesteenten gevormde) Acasta-gneiss, is niet geheel duidelijk. Het is mogelijk dat de oorspronkelijke graniet (met de zirkoon) door een nieuwe graniet is geïntrudeerd, waarbij de oude graniet opsmolt, behalve enkele ‘resistente’ kristallen die vervolgens als xenokrist in het nieuwe granitische gesteente terechtkwamen. Die hypothese wordt door de onderzoekers aangehouden. Dat verklaart m.i. echter onvoldoende dat de oude zirkoonkorrel afgerond is, en dat de zonering die erin te zien is niet overal evenwijdig aan het buitenoppervlak loopt. Dat zou erop kunnen wijzen dat de korrel een zekere mate van transport heeft ondergaan, wat zou betekenen dat de oorspronkelijke graniet aan het aardoppervlak moet zijn geërodeerd. Het zou de geschiedenis van dit oudste stukje continentale korst alleen maar nog interessanter maken.

Referenties

Iizuki, T., Horie, K., Komiya, T., Maruyama, S., Hirata, T., Hidaka, H. & Windley, B.F., 2006. 4.2 Ga zircon xenocryst in an Acasta gneiss from northwestern Canada: evidence for early continental crust. Geology 34, p. 245-248.

Foto van de zirkoon welwillend ter beschikking gesteld door Tsuyoshi Iizuka, Department of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology, Tokyo (Japan).