En 4 miljarder år gammal bit av jordskorpa har hittats under Australien

 

En 4 miljarder år gammal bit av en jordskorpa i en storlek som Irland finns under västra Australien enligt en ny forskningsrapport.

Denna bit skorpa är en bland det äldsta av fast maeteria på jorden. Det äldsta är stenar i den kanadensiska skölden på Hudsonbuktens östra strand daterade till 4,3 miljarder år  (Jorden är 4,54 miljarder år gammal.). Då jordskorpan ständigt krossas och skjuts tillbaka in i manteln genom plattektonik bildades det mesta av planetens steniga yta under de senaste miljarder åren. l

Den äldsta skorpan som upptäckts, liksom den nyfunna biten i västra Australien, tenderar dock att vara cirka 4 miljarder år. Det tyder på att något speciellt inträffade under den tiden av jordens historia, säger studiens medförfattare Maximilian Droellner, doktorand vid Curtin University i Australien, i ett uttalande. "När vi jämför våra resultat med befintlig data verkar det som om många regioner runt om i världen upplevde en liknande tidpunkt av tidig skorpbildning som bevarats", säger Droellner. "Detta tyder på att en betydande förändring i jordens utveckling skedde för cirka fyra miljarder år sedan när meteoritbombardemanget avtog, skorpan stabiliserades och livet på jorden var i sin början."

Den tills nu dolda biten av en forntida skorpa finns nära där de äldsta mineralerna på jorden har hittats. I Australiens Jack Hills  har forskare upptäckt små mineraler som kallas zirkoner är ca 4,4 miljarder år gamla. Dessa mineraler har överlevt även när stenarna som en gång innehöll  dem eroderat bort. Vissa av klipporna runt Jack Hills (kända som Narryer) är ca 3.7 miljarder år gamla. 

Geokemister har påtalat att de i sediment nära denna region kan finnas en ännu äldre skorpa begravd under nyare bergarter och sediment. Så Droellner och hans kollegor bestämde sig för att testa zirkonerna i sediment från Scott Coastal Plain, söder om Perth. Sedimenten på denna slätt har eroderat utifrån stenar som legat på stora djup av den australiska kontinenten.

För detta test förångade forskarna zirkonerna med kraftfulla lasrar och analyserade sedan sammansättningen av två par radioaktiva ämnen som lasrarna frigjort, uran och bly och lutetium och hafnium. Versioner av dessa element som fångats i zirkoner har ett sönderfall under miljarder år. De relativa mängderna av varje version, eller isotop, visar  hur länge elementen har sönderfallit något som då ger en tidsskala av  zirkonernas ålder.

Dateringen avslöjade att stenarna som innehöll dessa mineraler bildades för mellan 3,8 miljarder och 4 miljarder år sedan.

För att lära sig mer om var dessa mineraler kom från vände sig forskarna till data som samlats in av satelliter i omloppsbana runt jorden. Jordskorpan varierar i tjocklek och det resulterar i en varierande tyngdkraft över planetens yta (det handlar om små förändringar men mätbara sådana). Genom att mäta dessa variationer av tyngdkraften på jordytan kan forskare räkna ut hur tjock skorpan är på olika platser.

 Gravitationsdata avslöjade ett tjockt segment av skorpa i den sydvästra delen av västra Australien. Platsen är sannolikt där dn begravd forntida skorpa finns.  Denna gamla skorpa täcker ett område på minst 38610 kvadratkilometer vilket forskarna beskrev i en artikel publicerad online 17 juni i tidskriften Terra Nova. Skorpan är begravd "tiotals kilometer" under dagens yta, sa Droellner. Forskarna upptäckte att gränsen för den gamla skorpan är förknippad med guld- och järnmalmsavlagringar och antydde vikten av denna mycket gamla skorpa för att kontrollera bildandet av stenar och mineraler i regionen.

Att förstå bildandet av skorpa för 4 miljarder år sedan kan hjälpa forskare att förstå hur kontinenterna bildades, skrev forskarna. Denna period för 4 miljarder år sedan byggde upp Jorden som den ser ut  idag, men få antydningar om den tidigaste Jordens skorpa har överlevt den ständiga omvälvningen av planetens yta.

"Denna bit skorpa har överlevt flera bergsbyggande händelser mellan Australien, Indien och Antarktis", sa Droellner.

Bild från vikipedia på ovan nämnda Jack hills i västra Australien och då på Kvarts-Metaconglomerate (Jack Hills Quartzite), bergarten som innehåller jordens äldsta daterade mineralkorn (detrital zircon).

Gammalt zirkonmineral kan ge ledtrådar till Mars inre struktur.

 

Zirkon är ett starkt ljusbrytande mycket hårt silikatmineral (ZrSiO4. Det är detta mineral som här är intressant. Den uranbärande mineralzirkonen är en riklig beståndsdel i jordens kontinentalskorpa som ger information om kontinentens ålder och ursprung och stora geologiska egenskaper som bergskedjor och vulkaner. Men till skillnad från jorden är Mars skorpa inte utvecklad på samma vis som jordens istället är den konstruktionsmässigt liknande skorpan som finns under jordens hav där zirkon är sällsynt. Därför förväntas zirkon inte vara ett vanligt mineral på Mars.

"Vi blev ganska förvånade när vi hittade så mycket zirkon i en marsmeteorit. Zircon är otroligt hållbara kristaller som kan dateras och bevara information som berättar om kristallers ursprung (kristalluppbyggnaden i zirkon). Att ha tillgång till  många zirkoner är som att öppna ett tidsfönster in i en planets geologiska historia", beskriver professor Martin Bizzarro från GLOBE-institutet, som ledde studien som grundades på den antika marsianska meteoriten NWA 7533. En meteorit som troligast kommit från ett vulkanutbrott för över fyra miljarder år sedan från Mars.

Meteoriten kallas även "Black Beauty" och upptäcktes i Marockos öken 2011. Efter krossning av 15 gram av denna sten, extraherades cirka 60 zirkoner. Genom åldersdatering av zirkonerna fann de att majoriteten av kristallerna är cirka 4,5 miljarder år gamla och därmed från när Mars bildades. Det gjordes även en oväntad upptäckt: vissa zirkoner var mycket yngre, enbart ca 1500 miljoner år ner till 300 miljoner år gamla. "Meteoriten troddes komma från södra halvklotet på Mars där enbart gamla slocknande vulkaner finns i dag.

”Men  den enda möjliga källan för de unga zirkonerna (kristallerna i stenen) är Tharsis den vulkaniska provins som finns på norra halvklotet av Mars där det finns stora vulkaner som nyligen var aktiva," säger Martin Bizzarro. Om Bizzarros team har rätt betyder det att de unga zirkonerna kan innehålla information om Mars för oss otillgängliga inre. Detta är första gången som forskare fått direkt tillgång till det inre av den röda planeten och genom dessa prover kan den inre strukturen och sammansättningen av Mars nu utrönas.

"Att ha prover av det inre av Mars är nyckeln för detta. Det innebär att vi nu kan använda dessa zirkoner för att undersöka ursprunget till de flyktiga elementen på Mars, inklusive dess vatten och se hur det inre på Mars kan jämföras med jorden och andra planeter i solsystemet beskriver Mafalda Costa i studien.

 Hafniumisotopsammansättningen hos de unga zirkonerna liknar de mest primitiva objekten i solsystemet det vill säga chondrite meteoriter (stenmeteoriter) 

Dessa chondrite-meteoriter är prover av asteroider som aldrig har ändrats sedan de bildades. Detta innebär att Mars djupa inre i princip inte har modifierats sedan planeten bildades. Detta innebär även att Mars inre i princip inte har modifierats sedan planeten bildades. Förekomsten av en sådan primitiv reservoar förväntas för en planet som saknar plattektonik (kontinentaldrift) . I motsats till jorden där material som bildas vid ytan kontinuerligt återvinns i det inre genom plattektonik har Mars djupa inre varit oförändrat sedan planetens födelse och som sådan konserverats i dess ursprungliga sammansättning.

En intressant rapport men (min anm.) hur vet man säkert att denna meteorit kommit från Mars. Inget förklarar det.

Bild från vikipedia på en bit av denna meteorit NWA 7533.