Bestätigt: Älteste Fragment der frühen Erde 4,4 Milliarden Jahre alt ist

Schon einmal das Leben-Beratung? Wenn ein großes Problem zu lösen unmöglich scheint, brechen sie in kleinere Schritte.

Nun, Wissenschaftler nahm eine der größten Kontroversen der Geologie und bis in atomare Größe geschrumpft. Durch Zappen einzelne Atome von Blei in einem winzigen Zirkon Kristall aus Australien, Forscher haben bestätigt, der Kristall ist das älteste Gestein Fragment jemals auf der Erde gefunden – 4,375 Milliarden Jahre alt, plus oder minus 6 Millionen Jahren.

"Wir haben bewiesen, dass die chemische Datensatz innerhalb dieser Zirkone vertrauenswürdig," sagt John Valley, Hauptautor der Studie und Geochemiker an der University of Wisconsin, Madison. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht heute (23. Februar) in der Zeitschrift Nature Geoscience.

Bestätigung des Alters Zirkon hat enorme Auswirkungen auf Modelle der frühen Erde. Spurenelemente in der ältesten Zirkone aus Australiens Jack Hills Bereich vorschlagen, dass sie Wasser-reich, Granit-ähnlichen Gesteinen wie Granodiorit oder Tonalit kamen, haben andere Studien berichtet. Das bedeutet Erde gekühlt schnell genug für Oberflächenwasser und Continental-Typ rockt nur 100 Millionen Jahre nach dem Mond-Einschlag, der massiven Kollision, die Erde-Mond-System gebildet. [Wie entstand der Mond?]

"Die Zirkone zeigen uns, dass die früheste Erde war mehr wie die Erde, die wir heute kennen", sagte Tal. "Es war ein unwirtlichen Ort."

Zweifelhafte Geschichte

Zirkone sind eines der härtesten Minerale auf dem Planeten. Stammen Sie die alten australischen Kristalle nur 165 Millionen Jahre nachdem die Erde gebildet und haben überlebt Tumbling Ausflüge in Flüssen, Beerdigung tief in der Erdkruste, Heizung, quetschen und eine tektonische Fahrt zurück an die Oberfläche. Die australische Zirkone, von den Hügeln Jack sind nicht die ältesten Gesteine auf der Erde — sind in Kanada — aber vor etwa 3 Milliarden Jahren die Mineralien, einige der ersten kontinentalen Erdkruste erodiert und wurde Teil eines Flussbettes.

Geologen haben sorgfältig aussortiert, mehr als 100.000 mikroskopische Jack Hills Zirkone, daß Datum zurück zur Erde frühen Epochen, von 3 Milliarden auf fast 4,4 Milliarden Jahren. (Der Planet ist 4,54 Milliarden Jahre alt.) Die Kristalle enthalten mikroskopische Einschlüsse, wie Gasblasen, die ein einzigartiges Fenster in Bedingungen auf der Erde geben, wie Leben entstand und die ersten Kontinente gebildet.

Nur drei der ältesten Zirkonen wurden gefunden, zu diesem Zeitpunkt zurück auf fast 4,4 Milliarden Jahren. Ihre Extreme Alter immer macht die Termine vermuten, weil mögliche Strahlenschäden. Die Strahlenschäden bedeutet, dass die Zirkone im Laufe ihres langen Lebens könnte kontaminiert wurden.

Zirkone halten winzige Mengen von zwei natürlich vorkommenden Isotope Uran-Isotope sind Atome des gleichen Elements mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Uran zerfällt radioaktiv, um mit einer konstanten Rate zu führen. Das zählen der Blei-Isotope ist wie Wissenschaftler die Kristalle datiert. Aber wie das Uran, Blei-Atomen tritt, löst den radioaktiven Zerfall Alphateilchen, die Kristalle, erstellen Mängel beschädigen können. Diese Defekte bedeuten Flüssigkeiten und außerhalb Elemente der Kristalle, wirft Zweifel auf keine Rückschlüsse auf der frühen Erde anhand der Zirkone infiltrieren können.

Noch wichtiger ist, Uran und Blei können innerhalb eines Kristalls, bewegen oder sogar entkommen oder geben Sie die Zirkon. Diese Mobilität kann die Anzahl der Blei-Isotop zur Berechnung der Zirkon Alter abzuschütteln, und ist die Quelle für die jahrzehntelange Kontroverse über die Jack Hills Zirkone Methusalem Lebensdauer.

"Wenn es ein Prozess ist mit dem führen von einem Teil des Kristalls an einen anderen Ort bewegen können, dann der Ort, wo Blei konzentrierter wird ein scheinbares Alter haben und der Ort, von wo es bewegt wird deutlich jünger haben", sagte Tal.

Atom Atom

Tal und seine Co-Autoren hoffen, die Debatte zu beenden, indem Sie zeigen, dass, obwohl eine der ältesten Jack Hills Zirkone Strahlenschäden litt, die Blei-Atomen in Ort übernachtet. Die Forscher gezählt mühsam einzelne Blei Atome in der ältesten bekannten Zirkon mit einer neu entwickelten Technik namens Atom-Sonde-Tomographie. Im Inneren der Zirkon gruppierten Blei Atome zusammen in Schaden Zonen nur wenige Nanometer breit. Stellen Sie sich Cliquen von Jugendlichen in der High School Mittagspause – wie Teenager, kein Blei-Atomen ihre Zonen verlassen hatte.

"Wir haben dieses Zirkon ist ein geschlossenes System, geochemische und wir haben nie in der Lage, das vor zu tun," sagte Tal. "Es steht außer Frage, dass viele Zirkone Strahlenschäden leiden, aber ich im Vergleich zu diesen Zirkone denke, dies sollte es ein für allemal zu Regeln," sagte Tal Leben Wissenschaft Our Amazing Planet.

Der Schlüssel zu finden, führen, die Atome in der Nähe zu Hause in diesem urzeitlichen Zirkon, stick bedeutet Alter Schätzungen anhand der Uran-Blei dating Techniken korrekt sind, berichten die Forscher. Die Führung hat nicht genug abzuwerfen im Alter herum wackelte. Eine typische Alter-Messung mit einer Maschine namens eine Ion-Sonde gemacht zappt Zirkon-Segmente, die Tausende Male größer als die Schaden-Cluster sind.

"Diese sorgfältige Arbeit die Debatte zu begleichen sollte weil es zeigt, dass in der Tat gibt es einige Mobilität von Blei, die Hypothese aufgestellt wurde, zu Daten führen, die zu alt waren, aber das Ausmaß der Mobilität Nanometer ist,", sagte Samuel Bowring, Geochemiker am MIT, die nicht an der Studie beteiligt war. "Auch die kleinste Volumen analysiert mit der Ionen-Sonde Durchschnitt heraus die Heterogenitäten" oder Variationen innerhalb der Zirkon.

Die neuen Atom-Probe-Technik, lässt während äußerst mühsam, auch sich Fragen der Zuverlässigkeit an anderen Standorten, wo sehr alte Felsen gefunden wurden, sagte der Forscher. [Es schon Kontinente immer?]

"Gute Zirkone sind für immer, und was dies bedeutet ist, helfen Sie uns die in einer Weise die Spreu vom Weizen trennen, die wir nie zuvor tun konnte" Tal sagte.

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