Naukowcy twierdzą, że zidentyfikowali najstarsze skały na Ziemi. Mogłoby to odkryć nieznany okres w historii naszej planety

Zdjęcie: Zdjęcie w przybliżeniu skał z Pasa Zieleni Nuvvuagittuq datowanej na 4,16 miliarda
lat pochodzących z Nunaviku, w okolicy Quebec w Kanadzie. Jonathan O’Neil

Kamieniste wychodnie skalne w oddalonym zakątku na północ od Quebec wydaje się
spokojne ze względu na swoją niesamowitą izolację na wschodnim brzegu zatoki
Hudson w Kanadzie.
Przez ostatnie dwie dekady ten wyeksponowany fragment antycznego dna oceanu,
znany jako Pas Zieleni Nuvvuagittuq, był gorącym polem bitwy naukowców w
odkryciu najstarszej skały na Ziemi.
Nowe badania sugerują, że to stanowisko geologiczne posiada najstarsze znane
ocalałe fragmenty skorupy Ziemi, datowane na 4,16 miliarda lat. To jedyna skała
datowana na pierwszy z czterech geologicznych eonów w historii naszej planety:
hadeik, który rozpoczął się 4,6 miliardów lat temu gdy świat był gorący, burzliwy i
przypominający Piekło.
„Skały są książkami dla geologów… a teraz brakuje nam książki (o hadeiku). Pas
Zieleni Nuvvuagittuq byłby przynajmniej jedną stroną tej książki, dlatego jest tak
ważny”, powiedział geolog Jonathan O’Neil, autor badania opublikowanego w
czwartek w dzienniku Science.
Pas Zieleni Nuvvuagittuq był datowany kilka razy przez różne grupy badaczy, z
bardzo rozbieżnymi wynikami. Większość zgadza się, że skała ma co najmniej 3.75
miliardów lat - ale to nie sprawiłoby, że byłaby najstarsza w historii Ziemi.

Zdjęcie w przybliżeniu skał z Pasa Zieleni Nuvvuagittuq datowanej na 4,16 miliarda
lat pochodzących z Nunaviku, w okolicy Quebec w Kanadzie. Jonathan O’Neil
Grupa skał wyeksponowana wzdłuż rzeki prawie 300 kilometrów na północ od
Yellowknife, w północno-zachodniej Kanadzie, nazwana kompleksem Acosta Gnejs
jest bardziej licznie uznawana za najstarszą formację geologiczną naszej planety. Te
skały datowane są jednoznacznie na 4,03 miliarda lat, zaznaczając granicę między
hadeikiem, a następnym rozdziałem w historii Ziemi: archaikiem. (Na Ziemi istnieją
starsze skały - ale nie pochodzą z naszej planety - nie są więc częścią tej debaty:
niektóre meteoryty mają 4,5 miliarda lat).
Kontrowersyjny artykuł opublikowany w 2008 roku, współtworzony przez O’Neila
studiującego stanowisko od kiedy był doktorantem, twierdził, że Pas Zieleni
Nuvvuagittuq ma 4,3 miliardy lat, jednakże inni geolodzy poddali w wątpliwość
ograniczenia techniki datowania oraz interpretacji danych. O’Neil, obecnie profesor
na uniwersytecie w Ottawie za pomocą najnowszego artykułu ma zamiar udowodnić,
że sceptycy są w błędzie.
Jak datować skały
Do datowania skał używa się radiometrycznych technik, które wykorzystują naturalny
i spontaniczny rozkład niektórych elementów skały, co działa jako pewien rodzaj
zegara.
O’Neil porównał to do klepsydry: wyobraź sobie liczenie ziarenek piasku na górze
(elementy radioaktywne) i na dole (elementy wyprodukowane z radioaktywnego
rozkładu). Znajomość prędkości opadającego piasku (która reprezentuje tempo
rozkładu) pozwala naukowcom na datowanie skał. Niektóre z tych radiometrycznych
zegarów są wytrzymałe i mogą przetrwać wysokie temperatury i nacisk, który
skorupa Ziemi wytrzymywała przez eony, podczas gdy inne są bardziej dotknięte
przez te procesy.

Standardowa i najłatwiejsza metoda datowania bardzo starych formacji skalnych
odbywa się przy użyciu bardzo trwałego minerału znanego jako cyrkon. Te małe
kryształy zawierają w swojej strukturze niewielką ilość uranu, a badacze mogą ustalić
ich wiek mierząc radioaktywny rozkład atomów uranu, które w znanym przez nich
tempie zmieniają się w ołów.
Jednakże, Pas Zieleni Nuvvuagittuq - który został zmapowany po geologicznej
ankiecie w latach 60-tych ale po raz pierwszy zaciekawił naukowców we wczesnych
latach 2000-nych - zawiera bardzo niewiele skał posiadających cyrkony, ponieważ te
rzadko występują w okazach z niższym poziomem silikonu, wliczając w to te, które
były niegdyś antyczną skorupą oceanu.
„Próbowaliśmy znaleźć cyrkony. Po prostu ich tam nie ma, albo zostały sformowane
w późniejszych okresach metamorfizacji lub gotowania skał”, powiedział O’Neil.
Metamorfizacja skał polega na obróbce przy użyciu temperatury, ciśnienia, lub innych
sił natury.
Zamiast tego, podczas najnowszych badań O’Neil wykorzystał rzadki pierwiastek
występujące w glebie, samar, który rozkłada się na neodym. To technika, która była
stosowana przy datowaniu meteorytów, ponieważ pierwiastki były aktywne więcej niż
4 miliardy lat temu.

Kompleks Acasta Gneiss rozdziela hadeik i kolejny rozdział w historii Ziemi: archaik.
Science & Society Picture Library/Getty Images
„Kontrowersja związana z wiekiem pochodzi stąd, że niektórzy ludzie wierzą, że
używany przez nas zegar nie jest dobry lub został naruszony (przez inne procesy
geologiczne)”, powiedział.
„To debata na temat tego, co dokładnie mierzymy w czasie ponieważ nie możemy
użyć cyrkonu, a część ludzi z mojej dziedziny może zostać przekonana tylko za
pomocą cyrkonu”.
O’Neil powiedział, że w tym przypadku technika jest wartościowa, ponieważ możliwe
jest zmierzenie dwóch rodzajów, lub izotopów, samaru na dwa różne izotopy
neodymu - sprawia to, że dostaje się dwa zegary w cenie jednego. Najnowszy artykuł

skupiał się na specyficznym rodzaju antycznej metamorficznej skały - intruzji
metagabro - pobranej z wnętrza Pasa, dwa rodzaje danych wykazały ten sam wiek:
4,16 miliarda lat.
Badania wykazały, że ten wiek oznacza, że „przynajmniej niewielka pozostałość”
skorupy z hadeiku została zachowana w Pasie Zieleni Nuvvuagittuq, co oferuje
niezwykły wgląd w pochodzenie Ziemi i powstanie życia.
Dominic Papineau, starszy naukowiec prowadzący badanie na Institute of Deep-sea
Science and Engineering w chińskiej akademii nauk zauważył, że pobliskie skały z
tej samej lokacji mogą przechowywać różne pozostałości życia z eonu, a także
mikrofosyle, małe włókna i rurki uformowane przez bakterie. Nie brał udziału w
najnowszym badaniu, ale badał skamieniałości z tamtego regionu.
Papineau, który jest również honorowym profesorem prekambrowej biogeochemii i
egzobiologii powiedział „Skały, których wiek został dopiero co zmierzony podchodzą
z płaszcza Ziemi, który uważany jest za niezdolny do podtrzymania życia.”
„Jednak potwierdzono, że skały osadowe mają co najmniej 4,160 milionów lat,
oznacza to, że są one z czasu ‘tylko’ 400 milionów lat po przyroście naszej planety i
układu słonecznego”, dodał w swojej wiadomości.
„Dowody bardzo wczesnych form życia w tych skałach osadowych wskazują, że
życie może narodzić się (relatywnie) szybko, co zwiększa prawdopodobieństwo tego,
że życie jest pospolite i rozpowszechnione w kosmosie”.
Koniec debaty?
Według naukowców, którzy nie byli zaangażowani w badanie nie jest jeszcze jasne,
czy wychodnie skalne Nuvvuagittuq zostaną powszechnie zaakceptowane jako
najstarsze skały Ziemi.
Bernard Bourdon, geochemik laboratorium Lyon Geology we Francji, który nie
zgodził się z pierwszym wydaniem artykułu na temat Pasu Zieleni Nuvvuagittuq
opublikowanym przez O’Neila, powiedział, że był „bardziej przekonany” jeśli chodzi o
najnowszą pracę dodając, że była „bardziej dopracowana” niż pierwsze badania.
„Jeszcze lepsze jest to, że w porównaniu do artykułu z 2008 roku, dwie techniki…
dają ten sam wynik. To dobrze. To jest to, co krytykowaliśmy przy pierwszym
badaniu.”, powiedział Bourdon, który jest również dyrektorem badań w instytucji
naukowo-badawczej CNRS we Francji.
„Koniec końców, myślę, że wiek jest bardziej wiarygodny”, powiedział dodając, że
miał trochę „małych wątpliwości” i chciałby dogłębniej przeanalizować zebrane dane.
Według Hugo Olierooka, specjalisty w dziedzinie nauk o Ziemi i starszego badacza
na Curtin University w Australii, wiek skał „pozostaje niewyjaśnioną tajemnicą“.
„Gdy zabrakło im ‘łatwych’ minerałów do datowania, przerzucili się na próbki całych
skał (które badane są w całości bez wykluczenia lub modyfikacji minerałów), co rodzi
bardzo dużo problemów, ponieważ próbki całych skał składają się z wielu
minerałów”, napisał Olierook w emailu. 
„Wystarczy, żeby tylko jeden z tych minerałów był zmodyfikowany, a ich wiek
‘resetuje się’ sprawiając, że wydają się one młodsze i tym samym fałszują wiek całej

próbki”, dodał zauważając, że bardzo wysokie i niskie temperatury mogą naturalnie
zmienić wiek krystalizacji minerałów w skałach.
Według Jesse Reiminka, profesora nauk o Ziemi na Penn State University, bardzo
mało rzeczy jest konkretnych gdy pracuje się ze skałami i minerałami, które mają
skomplikowane historie geologiczne i których wiek rozciąga się na więcej niż 4
miliardy lat.
„Nawet jeśli te skały mają ‘tylko’ 3,8 miliarda lat, jest to całkiem niezwykłe, że są
zachowane. Ta praca zawiera więcej zniewalających informacji, uzupełniając wiek o
4,15 miliarda lat niż wiek ustalony wcześniej, który sam w sobie był już zniewalający”,
powiedział Reimink.
„Okresy czasu są tak duże, a historia tych skał i minerałów tak trudna, że zdobycie z
nich jakichkolwiek podstawowych informacji jest całkiem imponujące”.