Morda se zdi malo verjetno, toda drobna zrna mineralov lahko pomagajo pripovedovati zgodbo o zgodnji Zemlji. Raziskovalci, ki so preučevali ta zrna, pravijo, da je bila Zemlja pred 4,4 milijarde let neplodno mesto brez gora in skoraj vse je bilo pod vodo. Le peščica otokov je štrlela nad površjem.
Za to študijo, ki jo vodi raziskovalec dr. Antony Burnham, stojijo znanstveniki z Avstralske nacionalne univerze. Mineralna zrna v študiji so najstarejše kamnine, ki so jih kdaj našli. So 4,4 milijarde let stara zrna minerala cirkona iz Jack Hills Zahodne Avstralije, kjer so se ohranili v formacijah peščenjaka.
Pred 4,4 milijarde let je bila Zemlja v tako imenovanem 'Hadean Eon' . To časovno obdobje je slabo razumljeno, ker iz tistega časa ni nobenega rock zapisa. Tu pridejo na vrsto zrna minerala cirkona.
'Zgodovina Zemlje je kot knjiga s prvim poglavjem, ki je iztrgano brez preživelih kamnin iz zelo zgodnjega obdobja, vendar smo te elemente v sledovih cirkona uporabili za gradnjo profila takratnega sveta.' – Vodilni raziskovalec dr. Antony Burnham, Avstralska nacionalna univerza
V nekem smislu so ta zrna cirkona manjkajoče strani.
Cirkonovo kemično ime je cirkonijev silikat in ga najdemo skoraj povsod v zemeljski skorji. Ta študija se osredotoča na tako imenovani detritni cirkon, ki nastane v magmatskih kamninah, vendar sčasoma preživi, dokler se ne odloži v sedimentnih kamninah. Zrna cirkona so običajno zelo majhna, velika od 0,1 do 0,3 mm.
Kristali cirkona iz Jack Hillsa v zahodni Avstraliji so najstarejši odlomki kamnin, ki so jih kdaj našli. Slika: Stuart Hay, ANU
Cirkon običajno vsebuje sledi torija in urana, kar pomeni, da jih je mogoče zlahka datirati s sodobnimi metodami datiranja. Cirkon lahko preživi veliko geoloških procesov, kot so metamorfizem , kar pojasnjuje njihovo uporabnost pri preučevanju zgodnje Zemlje. Ni jih lahko uničiti in imajo nam povedati zgodbo.
Zrna cirkona so kristalizirala v magmi približno 500 milijonov let po nastanku Zemlje. Posledično ponujajo redek vpogled v razmere na Zemlji v tistem času. Zadevna zrna cirkona se imenujejo detritus, ker so nastala v magmi, vendar so bila odložena v geološko pomembnem peščenjaku v Jack Hillsu v Avstraliji. Zrna detritusa so primerjali z drugo vrsto cirkonskih zrn, ki so nastala neposredno v sedimentnih formacijah.
Z razlikovanjem med obema vrstama raziskovalci pridobijo novo geokemično orodje za razumevanje zgodnje Zemlje.
Jack Hills v Zahodni Avstraliji vsebuje najstarejše kamnine, za katere je znano, da obstajajo na Zemlji. Ekipa, ki jih preučuje, sklepa, da je bila zgodnja Zemlja večinoma vodni svet. Avtor NASA Earth Observatory – http://earthobservatory.nasa.gov/Study/Zircon/zircon.html, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=738512
'Uporabili smo granite jugovzhodne Avstralije, da smo dešifrirali povezavo med sestavo cirkona in vrsto magme ter zgradili sliko o tem, kakšne so bile manjkajoče kamnine,' je dejal.
'Naše raziskave kažejo, da v prvih 700 milijonih let ali več obstoja Zemlje ni bilo gora in celinskih trkov - bil je veliko bolj tih in dolgočasen kraj,' pravi dr. Burnham z Raziskovalne šole znanosti o Zemlji ANU.
Detritni cirkoni so nastali drugje, vendar so bili odloženi v formaciji Jack Hills. Avtor Robert Simmon, NASA – http://earthobservatory.nasa.gov/Study/Zircon/, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4258701
'Naše ugotovitve so tudi pokazale, da obstajajo močne podobnosti s cirkonom iz vrst kamnin, ki so prevladovale naslednjih 1,5 milijarde let, kar kaže na to, da je Zemlja potrebovala veliko časa, da se je razvila v planet, ki ga poznamo danes.' Rezultati ekipe so objavljeni v reviji Geoznanost o naravi , in ima naslov » Nastanek hadejevskih granitov s taljenjem magmatske skorje .'
To študijo je vodil dr. Antony Burnham z Raziskovalne šole znanosti o Zemlji Avstralske nacionalne univerze. Slika: Stuart Hay, ANU.
To ni prvič, da so bili starodavni, detritni cirkoni v središču znanstvenih študij zgodnje Zemlje. V prejšnja študija , so bili uporabljeni za sklepanje, da je imela Zemlja pomembno hidrosfero pred 4,3 milijarde let.