Seniausios datuotos Žemės uolienos: Mėnulio mėginiai, cirkonai, Akastos gneisas

Atraskite seniausias datuotas Žemės uolienas: Mėnulio mėginiai, 4,4 mlrd. cirkonai ir Akastos gneisas — geologinė kelionė į planetos praeitį.

Seniausios datuojamos Žemės uolienos yra kelių skirtingų tipų.

1. Iš Mėnulio išgautos ankstyvosios uolienos. Tai svarbu, nes Mėnulis kadaise buvo Žemės dalis: žr. milžiniško smūgio hipotezę. Per misiją "Apollo 16" buvo atgabentas Mėnulio mėginys 67215, kurio amžius siekia 4,46 mlrd. metų. Mėnulio mėginys 67215 yra seniausia žinoma uoliena, kuri buvo rasta ir tiriama Žemėje, nors jis geologiškai kilęs iš Mėnulio.

   Šio tipo mėginiai suteikia informaciją apie ankstyvą Saulės sistemos ir Žemės–Mėnulio vystymąsi: jų amžiai atspindi Mėnulio plutos formavimąsi ir vėlesnius smūgius, o ne tiesiogiai Žemės plutos istoriją.

2. Seniausi datuoti mineralai – cirkonai. Pavyzdžiui, Vakarų Australijoje, Džeko kalvose, rasti cirkonai datuojami iki 4,404 ±0,008 mlrd. metų. Tokie cirkonai yra individualūs mineraliniai kristalai, kuriuose užfiksuota labai sena informacija apie Žemės litosferos chemines sąlygas.

   Datavimo metodai: dažniausiai naudojama U–Pb (urano–svino) radioizotopinė datacija cirkonuose, kuri leidžia nustatyti kristalo pradinį susidarymo laiką. Seniausi cirkonai (apie 4,35–4,4 mlrd. metų) rodo, kad Žemėje jau ankstyvaisiais Hadeano laikais galėjo egzistuoti kieta plutą primenančios medžiagos fragmentai, o kai kurių cirkonų izotopiniai rodikliai (pvz., padidėjęs δ18O) interpretuojami kaip įrodymas apie ankstyvą paviršinį vandenį ir sąlygas tinkamas žemyninės plutai formuotis.

   Pastaba: cirkonai yra mineralai, o ne ištisinės uolienos — jie gali būti išplauti iš savo originalios uolienos ir įtraukti į vėlesnius sedimento ar magminių uolienų konglomeratus; todėl cirkonų amžius nurodo minimalų laiką nuo jų formavimosi, o ne visuomet tikslų konkrečios akmens masės susiformavimo laiką.

3. Seniausios išlikusios Žemės uolienos – Akastos gneisas. Vienas kandidatas yra Kanados skyde randamas Šiaurės Vakarų teritorijose esantis archainio periodo gneisas, žinomas kaip Akastos gneisas (angl. Acasta Gneiss). Jis sudarytas iš senovinių magminių ir gneisinių grandinių branduolių, kurie atsidengė veikiant ledynams. Akastos gneiso uolienos dažniausiai datuojamos apie 4,03 mlrd. metų (≈4,03 Ga) naudojant cirkonų U–Pb metodą.

   Šis uolienų tipas atstovauja seniausiai išsilaikiusiai Žemės plutos daliai, t. y. tai yra išlikusi kietos plutos fragmentų medžiaga, o ne atskiri mineralai kaip cirkonai. Dėl metamorfinių perdirbimų ir ilgalaikio geologinio poveikio tokių uolienų originali sudėtis kartais būna iškreipta, todėl išskaidyti jų pirminę kilmę reikalauja sudėtingų izotopinių ir mineraloginių tyrimų.

Kas svarbu suprasti apie „seniausia“

Skirtumas tarp mineralų, uolienų ir svetimų (egzogeninių) mėginių:

• Mineralai: cirkonai yra seni mineralai, kurie galėjo formuotis ankstyvoje Žemėje, bet vėliau būti įtraukti į naujas uolienas.
• Uolienos: tokios kaip Akastos gneisas yra išlikusios Žemės plutos dalys — jos reprezentuoja seniausius išlikusius plutoninius ir metamorfinius kompleksus.
• Egzogeniniai mėginiai: Mėnulio uolienos (pvz., Apollo 16 sample 67215) priskiriamos seniausioms riedančioms uolienoms, rastoms Žemėje, bet jos kilmė yra kosminė.

Datavimo patikimumas ir ribotumai

Amžių nustatymas remiasi radioizotopiniais metodais (ypač U–Pb cirkonuose), o rezultatų patikimumui turi įtakos:

• metamorfinių įvykių perrašymas (permetamorfizmas),
• mechaninis cirkonų perskirstymas ar įteršimas į jaunesnes uolienas,
• analizės techninė kokybė ir daugiadalykė datacija (pavyzdžiui, skirtingų izotopinių sistemų palyginimas).

Santrauka: Jeigu kalbame apie seniausius rastus mineralus – vadovaujamės cirkonais (~4,404 mlrd. metų). Seniausios išlikusios Žemės uolienos yra tokios kaip Akastos gneisas (apie 4,03 mlrd. metų). O seniausias Mėnulio kilmės mėginys atgabentas į Žemę (Apollo 16, 67215) turi amžių ~4,46 mlrd. metų, tačiau jis nėra Žemės plutos uoliena, o Mėnulio kilmės egzempliorius.

Klausimai ir atsakymai

K: Kokios yra seniausios datuojamos uolienos Žemėje ir kokie jų tipai?

Klausimas: Kodėl aktualu tirti iš Mėnulio išgautas uolienas?

Klausimas: Kaip vadinasi seniausia žinoma uoliena Žemėje ir kur ji buvo rasta?

K: Koks yra cirkono mineralo, kuris datuojamas kaip seniausia žemiškos kilmės medžiaga, amžius?

K: Kur buvo rastas seniausias nuosekliai datuotas cirkonas?

K: Kas yra Akastos gneisas, kur jis yra ir kaip jis buvo datuotas?

Klausimas: Kiek metų Akastos gneisui?

Paieška pagal raidę