Halten Sie einen Deckel drauf: die Kontroverse über die ältesten Gesteine der Erde (Op-Ed)

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Die Publikation beigetragen zu LiveScience des Artikels Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Neuer Beweise ist Licht auf die Prozesse vergießen, das älteste Gestein der Erde und mineralischen Rekord-Prozesse, die die frühe Evolution des Lebens beeinflusst gebildet.

In den letzten 30 Jahren ist unser Wissen über die frühesten Äonen in der Erdgeschichte - Hadaikum und EoArchaean (4.56 auf 3,6 Milliarden Jahren) - dramatisch gestiegen, doch ein Konsens über die geologischen Prozesse bleibt Betrieb damals schwer.

Haben wir wie die Felsen, die wir heute haben?

Die meisten der erhaltenen Rock-Datensatz aus dieser Zeit ist geprägt von vulkanischen Gesteinen, entweder Greenstones (große Ergüsse von vulkanischem Basalt) oder eine Reihe von Felsen bestehend aus Tonalit, Trondhjemite oder Granodiorit (kollektiv TTGs genannt).

Der Ursprung der beiden Suiten des Felsen wird bestritten.

Einige haben argumentiert, dass Prozesse sehen wir heute - von relativ sanfte hawaiianische Art Vulkanismus, in den komplexeren Bogen-Typ Vulkanismus typisch für Orte wie Japan - die Bildung dieser Gesteine erklären können. Sie sagen, dass die einzigen Unterschiede aufgrund der höheren Temperaturen.

Die kontrastierende Ansicht ist, dass diese Gesteine das Ergebnis einer grundlegend anderen Regelung anders als alles heute beobachtet sind. Dieses Camp sagt Beweise deuten langen Stasis in tektonische Aktivität: Zeiten, als die Bewegung der Platten in der Kruste der Erde gestoppt. Dieses Lager hat sich ein "stehendes-Deckel" Modell für die frühe Erde eingesetzt. Sie sagen während wir dort waren begrenzte Oberfläche Bewegungen, gab es laufende vulkanischer Aktivität - einen starken Kontrast zu der oft gewaltsamen Bewegung der tektonischen Platten heute.

Ein Teil des Problems ist das frustrierend kleiner Ausschnitt aus der Erdkruste aus jener Zeit erhalten geblieben - nur einen kleinen Felsvorsprung existiert in Kanada für das erste Halbjahr ein Milliarden Jahre der Erdgeschichte.

Aber während Felsen knapp sind, haben wir einen mineralischen Datensatz. Die Analyse der alten Sandkörner Zirkonen, konserviert in jüngeren Sedimentgesteinen, spielte eine entscheidende Rolle in dieser Debatte.

Im Jahr 2001 veröffentlicht ein Forscherteam unter Leitung von Simon Wilde an der Curtin University die erste Analyse der Sauerstoff-Isotope in einer Gruppe von alten Zirkone aus der Jack Hills-Region in Western Australia. Einige dieser Zirkone datiert zurück bis 4,4 Milliarden Jahren - fast des Alters der Erde. Sie repräsentieren die letzten Fragmente des ersten Erdkruste.

Die Geschichte, die erzählt die Zirkon Sauerstoff kam völlig unerwartet. Trotz der riesigen Auswirkungen und weit verbreiteten Vulkanismus verbreitet zu diesem Zeitpunkt gab es flüssiges Wasser auf der Oberfläche der frühen Erde.

Andere Forscher auf aus diesem zentralen Papier verfolgte, und schlug die Chemie dieser Zirkone impliziert sie stammen aus dem Granit - von denen wurde argumentiert, dass die Plattentektonik, der Granit heute bildet, von den Anfängen der Erdgeschichte betrieben haben muss.

Diese Extrapolation saß eine lose, vor allem mit dem "stagniert-Deckel" Camp. Und eine sorgfältige Überprüfung des Datensatzes Zirkon, Wilde und seine Kollegen malte ein anderes Bild.

Der am besten erhaltenen Zirkone, die wenigsten waren von später geologischen Ereignissen betroffen, schlage vor einem ganz anderen Planeten. Während Wasser reichlich vorhanden ist, ist die Kruste meist etwas wie Basalt, die heute auf dem Boden des Ozeans macht. Darüber hinaus schien Zirkone für über 400 Millionen Jahren - was bedeutet, dass die Kruste war im Wesentlichen "stagniert" aus dem gleichen Haufen von Basalt bezogen worden.

In einem jüngst veröffentlichten Papier in Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht revisited meine Kollegen und ich die stagnierende frühe Erde Rätsel. Zwar gibt es einige Felsen aus dem Hadaikum (4.600 bis 4000 Millionen Jahren), wird die Signatur Hadaikum Prozesse in Geochemie der jüngere Gesteine aufgezeichnet.

Die Einzelsysteme schauten wir uns - Isotope eines Elements Neodym, normalerweise verwendet als ein starker Magnet genannt - empfehlen chemische Mischung im Erdinnern das Hadaikum wesentlich langsamer als von einem Teller-tektonische Modell erwartet war. Es war viel mehr im Einklang mit stagnierenden Deckel Tektonik.

Andere elementare Systeme sichern dies. Zum Beispiel Legierung Platin und Palladium in der Regel mit anderen Metallen und Teich in den Entwicklungsländern Kern während der planetarischen Anordnung. Erdkruste soll unfruchtbar aus Platin, doch es gibt es und wir meinen es. Dies könnte durch eine späte Ergänzung von Platin und Palladium auf die Erde durch Meteoriten - das Ende des Planeten Umformprozesses sein.

Jedoch diese Elemente eine übermäßig lange gedauert, voll und ganz in den Mantel zu mischen. Sie erreichen nicht heutige Konzentrationen bis 2,9 Milliarden Jahren - 1,6 Milliarden Jahre, nachdem sie hinzugefügt wurden. Dies ist schwer, mit frühen Plattentektonik in Einklang zu bringen, aber die Vorhersagen von einem frühen stagnierenden Deckel passt.

Die Debatte ist noch lange nicht vorbei, und weit von Mehrdeutigkeiten der früheste Aufzeichnung der Erde gelöst. Aber sie sind aus mindestens zwei Gründen kritisch.

Australiens wichtigste wirtschaftliche Mineralvorkommen, aus Gold und Nickel in der Yilgarn banded Iron Formationen in der Pilbara-Region, gebildet während einer frühen Epoche als Erde einem ganz anderen Planeten war. Diese Ablagerungen und der Welt, in denen sie gebildet, ist ein Schlüssel für die nächste Generation von Entdeckungen, zu verstehen.

Darüber hinaus Hinweise fossile darauf, dass Leben mindestens 3,5 Milliarden Jahre alt ist, und Kohlenstoff-Isotope deuten darauf hin, dass es sogar noch älter - vielleicht 3,8 Milliarden Jahre alt sein kann. Während der Zeit, das Leben auf der Erde zuerst entwickelt, kann Erde selbst nicht Plattentektonik gehabt haben. Es habe nicht sicherlich keinen wesentlichen Sauerstoff, oder eine Atmosphäre konnten wir Atem und die Felsen gebildet wurden grundlegend.

Bei unserer Suche nach außerirdischem Leben haben wir angenommen, dass ein bewohnbaren Planeten wie die Erde – vollgestopft mit Plattentektonik sein muss. Auch auf der Erde, dies kann jedoch nicht Voraussetzung. Für die erste Hälfte seiner Geschichte war Erde, zumindest für uns, eine fremde Welt.

Craig O'Neill wird vom Australian Research Council gefördert.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in The Conversation. Lesen Sie die