Minden eddiginél idősebb kőzetet találtak a Földön

Radiometrikus kormeghatározás alapján kanadai tudósok úgy vélik, hogy megtalálták a világ eddig ismert legöregebb kőzetét, amely körülbelül 250 millió évvel idősebb a korábbi rekordernél.

Jelenlegi tudásunk alapján Földünk mintegy 4,6 milliárd éve jött létre a Nap körül keringő gáz- és porkorongból. A megszilárduló Föld fiatal korából származó kőzetmaradványokra rendkívül ritkán lehet rábukkanni, mivel az anyag jelentős része többször is visszakerült a Föld belsejébe a bolygónk felszínét állandóan alakító lemeztektonikai folyamatok révén.

A geológusok még 2001-ben bukkantak egy érdekesnek ígérkező fekükőzet-kibúvásra Quebec északi részén, a Hudson-öböl keleti partján. E kibúvás a Nuvvuagittuq zöldkő-övezet nevet viseli. Mivel gyanították, hogy az itt található kőzetek a földtörténet legkorábbi időszakaiból származnak, ezért egy fiatal kanadai geológus, Jonathan O'Neil, a montreali McGill Egyetem doktorandusza mintákat vett, hogy megpróbálja meghatározni a korukat.

Kormeghatározási nehézségek

A geológusok gyakran használnak cirkonkristályokat az idős kőzetek korának meghatározására, de az O'Neil által gyűjtött mintákban nem volt cirkon. A kutató ezért a neodímium142-es izotópjára (az izotópok egy elem azonos protonszámú, de eltérő neutronszámú változatai) koncentrált, amelyből szokatlanul kis mennyiséget talált a kőzetekben. A neodímium-142 a szamárium-146 bomlásakor képződik, és a földi neodímium-142 koncentrációja nagyjából 4,1 milliárd éve állandóvá vált, amikor a Föld utolsó szamárium-146 izotópja is elbomlott. A földkéreg kialakulásakor neomídium gyakran beépült a kéregbe, de szamárium nem. Az alacsony neimídiumszint tehát arra utal, hogy az O'Neil által vizsgált kőzetek még az előtt keletkeztek, mielőtt az összes szamárium-146 izotóp elbomlott volna.

A cirkonos kormeghatározás

A cirkon (cirkónium-szilikát, ZrSiO₄) kemény, ellenálló, tetragonális kristályrácsú, erős fénytörésű ásvány. A cirkonkristályok leggyakrabban magmás eredetű (szilikátosolvadék megszilárdulásából keletkező) gránitkőzetekben fordulnak elő, s állandóságuk miatt különösen alkalmasak kormeghatározásra. A szemcsék korát a bennük kimutatható radioaktív uránizotópok és bomlási végtermékeik (ólomizotópok) részarányaiból határozták meg.

A szamárium/neodímium kormeghatározást használták már meteoritok korának megbecslésére, de földi minták esetében ritkán alkalmazzák a módszert. Mivel szamárium-146 már nem létezik, a kutatóknak a korai Naprendszer szamáriumszintjére vonatkozó becslésekre kell hagyatkozniuk. E becsléseket figyelembe véve úgy számítják, hogy a legidősebb Nuvvuagittuq kőzet 4,28 milliárd éves, plusz-mínusz 50 millió év eltéréssel. A kutatók eredményeiket a Science folyóirat legújabb számában ismertetik részletesen.

Egészen mostanáig a legöregebb ismert kőzetnek a kanadai Északnyugati Területeken található Acasta gneiszt tartották, amelynek korát 4,03 milliárd évesre teszik. Léteznek ennél, sőt a Nuvvuagittuq kőzetnél is idősebb cirkonszemcsék, de ezek nem alkotnak összefüggő kőzetet. A legidősebb, mintegy 4,36 milliárd éves cirkonkristályok Nyugat-Ausztráliában találhatók.

O'Neil tovább folytatja a kutatásokat, hogy cirkonkristályokat találjon a Nuvvuagittuq kőzetben, mert tudja, hogy sok geológus számára a cirkonos kormeghatározás meggyőzőbb, mint a szamárium/neodímium időmeghatározás. Ennek ellenére sok szakember már elismerően nyilatkozott a fiatal kutató eredményeiről, és elfogadhatónak tartják a korbecslését.