stringtranslate.com

Древнейшие датированные породы

Образец гнейса из места залегания древнейших датированных пород на Земле ( район реки Акаста в Канаде). Возраст этого образца составляет 4,03 миллиарда лет.
Лунный камень « Большая Берта », собранный в ходе миссии «Аполлон-14» в 1971 году , содержит земной метеорит возрастом 4 миллиарда лет.

Древнейшие датированные горные породы, образовавшиеся на Земле , представляют собой совокупность минералов , которые впоследствии не были разрушены эрозией или расплавлены. Их возраст составляет более 4 миллиардов лет. Они образовались в течение гадейского эона геологической истории Земли и знаменуют начало архейского эона, который, как определяется, начался с формирования древнейших нетронутых горных пород на Земле.

Архейские породы выходят на поверхность Земли в очень немногих местах, например, в геологических щитах Канады , Австралии и Африки . Возраст этих фельзитовых пород обычно составляет от 2,5 до 3,8 миллиарда лет. Приблизительные возрасты имеют погрешность в миллионы лет. В 1999 году самая старая известная порода на Земле была датирована 4,031 ± 0,003 миллиарда лет и является частью гнейса Акаста кратона Слейв на северо-западе Канады. [1] Исследователи из Университета Макгилла обнаружили породу с очень древним модельным возрастом для извлечения из мантии (от 3,8 до 4,28 миллиарда лет назад) в зеленокаменном поясе Нуввуагиттук на побережье Гудзонова залива , в северной части Квебека ; [2] истинный возраст этих образцов все еще является предметом споров, и на самом деле они могут быть ближе к 3,8 миллиарда лет. [3] Древнее этих пород находятся кристаллы минерала циркона , которые могут выживать при распаде материнской породы и быть обнаружены и датированы в более молодых скальных образованиях.

В январе 2019 года ученые НАСА сообщили об открытии старейшей известной земной породы, найденной на Луне . Астронавты Аполлона-14 вернули несколько камней с Луны, и позже ученые определили, что фрагмент породы под названием Большая Берта , выбранный астронавтом Аланом Шепардом , содержал «частичку Земли возрастом около 4 миллиардов лет». Фрагмент породы содержал кварц , полевой шпат и циркон, все они распространены на Земле, но крайне редки на Луне. [4] Досолнечные зерна в метеоритах старше Солнечной системы , при этом некоторые зерна, извлеченные из метеорита Мерчисон, как утверждается, имеют возраст 7 миллиардов лет. [5] [6] [7]

Самые старые камни по категориям

Древнейший земной материал

Самый древний материал земного происхождения, который был датирован, - это минерал циркона возрастом 4,404 ± 0,008 млрд лет , заключенный в метаморфизованном конгломерате песчаника в Джек-Хиллс террейна Нарриер-Гнейс в Западной Австралии . [8] Циркон возрастом 4,404 ± 0,008 млрд лет - это небольшой выброс, причем самый древний последовательно датированный циркон приближается к возрасту 4,35 млрд лет. [8] Этот циркон является частью популяции цирконов в метаморфизованном конгломерате, который, как полагают, был отложен около 3,060 млрд лет, что является возрастом самого молодого детритового циркона в породе. Недавние разработки в области атомно-зондовой томографии привели к дальнейшему ограничению возраста самого старого континентального циркона, причем самый последний возраст указан как 4,374 ± 0,006 млрд лет. [9]

Об открытии старейшей известной земной породы, найденной на Луне, сообщили в январе 2019 года ученые НАСА . Астронавты Аполлона-14 вернули несколько камней с Луны, и позже ученые определили, что фрагмент одной из пород, получившей название Большая Берта , содержал «частицу Земли возрастом около 4 миллиардов лет». Фрагмент породы содержал кварц , полевой шпат и циркон , которые широко распространены на Земле, но крайне редки на Луне. [4]

Древнейшее каменное образование Земли

Самая старая выходящая на поверхность скальная формация, в зависимости от последних исследований, является частью Isua Greenstone Belt , Narryer Gneiss Terrane , Nuvvuagittuq Greenstone Belt , Napier Complex или Acasta Gneiss (на кратоне Slave ). Сложность присвоения названия одному конкретному блоку гнейса заключается в том, что все гнейсы чрезвычайно деформированы, и самая старая порода может быть представлена ​​только одной полосой минералов в милоните , представляющей собой слой осадка или старую дайку . Это может быть трудно найти или нанести на карту; следовательно, самые старые даты, которые пока определены, получены как благодаря удаче при отборе проб, так и благодаря пониманию самих пород.

Таким образом, преждевременно утверждать, что какая-либо из этих пород или даже другие формации гадейских гнейсов являются древнейшими формациями или породами на Земле; несомненно, новые анализы продолжат изменять представления о структуре и природе этих древних континентальных фрагментов.

Тем не менее, старейшие кратоны на Земле включают кратон Каапваал , Западный гнейсовый террейн кратона Йилгарн (~2,9 – >3,2 млрд лет ), кратон Пилбара (~3,4 млрд лет) и части Канадского щита (~2,4 – >3,6 млрд лет). Части кратона Дхарвар в Индии имеют возраст более 3,0 млрд лет. Древнейшие датированные породы Балтийского щита имеют возраст 3,5 млрд лет. [10]

Другие древние формации включают комплекс гнейсов Саглек, датируемый 3,8–3,9 млрд лет; район Аньшань, датируемый 3,8 млрд лет; комплекс гнейсов Итсак (Исуа) , датируемый 3,7–3,8 млрд лет; и комплекс древних гнейсов, датируемый 3,6 млрд лет.

Самый старый камень на Земле

Фрагмент Акаста Гнейс

Акаста Гнейс в Канадском щите в Северо-Западных территориях , Канада, состоит из архейских магматических и гнейсовых ядер древних горных цепей, которые были обнажены в ледниковом пенеплене . Анализы цирконов из фельзитового ортогнейса с предполагаемым гранитным протолитом дали возраст 4,031 ± 0,003 млрд лет. [1]

25 сентября 2008 года исследователи из Университета Макгилла , Института науки Карнеги и UQAM объявили, что скальное образование, пояс зеленых камней Нуввуагиттук , обнаженное на восточном берегу Гудзонова залива в северной части Квебека, имеет модельный возраст Sm–Nd для извлечения из мантии в 4,28 миллиарда лет. [11] [12] [13] [14] Однако утверждается, что фактический возраст формирования этой породы, в отличие от извлечения ее магмы из мантии, вероятно, ближе к 3,8 миллиарда лет, по словам Саймона Уайлда из Института геологических исследований в Австралии. [3]

Гадейские цирконы из холмов Джек-Хиллс в Западной Австралии

Цирконы из западноавстралийского Джек-Хиллз вернули возраст 4,404 миллиарда лет, что интерпретируется как возраст кристаллизации. Эти цирконы также демонстрируют еще одну особенность; их изотопный состав кислорода был интерпретирован как указание на то, что более 4,4 миллиарда лет назад на поверхности Земли уже была вода. Важность и точность этих интерпретаций в настоящее время являются предметом научных дебатов. Возможно, что изотопы кислорода и другие особенности состава (редкоземельные элементы ) регистрируют более недавние гидротермальные изменения цирконов, а не состав магмы во время их первоначальной кристаллизации. [15] В статье, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters , группа ученых предполагает, что скалистые континенты и жидкая вода существовали по крайней мере 4,3 миллиарда лет назад и подвергались сильному выветриванию из-за едкого климата. Используя ионный микрозонд для анализа изотопных соотношений элемента лития в цирконах из Джек-Хиллз в Западной Австралии и сравнивая эти химические отпечатки с составом лития в цирконах из континентальной коры и примитивных пород, похожих на мантию Земли, они обнаружили доказательства того, что на молодой планете уже были зачатки континентов, относительно низкие температуры и жидкая вода к моменту формирования австралийских цирконов. [16]

Неземные породы

Основной фрагмент метеорита NWA 11119, старейшая датированная цельная порода.

Один из старейших марсианских метеоритов, найденных на Земле, Allan Hills 84001, как было установлено, кристаллизовался из расплавленной породы 4,091 миллиарда лет назад. [17]

Генезис -скала (лунный образец 15415), полученная с Луны астронавтами во время миссии Аполлон-15 , была датирована возрастом 4,08 миллиарда лет. [18] Во время миссии Аполлон-16 были доставлены более старые породы, включая лунный образец 67215, датированный 4,46 миллиарда лет. [19]

Некоторые типы метеоритов старше Земли, поскольку образовались в ранней Солнечной системе , до того, как процесс формирования планет был завершен. Метеорит Северо-Западная Африка 11119 (NWA 11119) датируется возрастом 4,5648 ± 0,0003 миллиарда лет. [20]

Некоторые твердые включения в метеоритах старше окружающей породы. Богатые кальцием и алюминием включения (CAIs) в метеоритах являются старейшими твердыми телами, образовавшимися в Солнечной системе , поэтому их традиционно используют для установления даты ее образования как 4567,30 ± 0,16 млн лет. [21] [22] Досолнечные зерна еще старше; они образовались в межзвездной среде и предшествовали образованию Солнечной системы. Было заявлено, что некоторым досолнечным зернам, извлеченным из метеорита Мерчисон, 7 миллиардов лет. [6] [7]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Bowring, Samuel A.; Williams, Ian S. (1999). "Priscoan (4.00–4.03 Ga) orthogneisses from northwestern Canada". Вклад в Mineralogy and Petrology . 134 (1): 3. Bibcode :1999CoMP..134....3B. doi :10.1007/s004100050465. S2CID  128376754.
  2. ^ Томпсон, Андреа (25 сентября 2008 г.). «Найдены самые старые породы на Земле». Live Science .
  3. ^ ab Открытие древнейших горных пород мира поставлено под сомнение
  4. ^ ab Ассоциация космических исследований университетов (USRA) (24 января 2019 г.). «Самая старая порода Земли найдена на Луне». NASA . Получено 25 января 2019 г. .
  5. ^ Лайонс, Сюзанна (13 января 2020 г.). «В метеорите, упавшем в Виктории, обнаружены крупинки звездной пыли». ABC News (Австралия) - Наука .
  6. ^ ab Weisberger, Mindy (13 января 2020 г.). «Звездная пыль возрастом 7 миллиардов лет — старейший материал, найденный на Земле. Некоторые из этих древних зерен на миллиарды лет старше нашего Солнца». Live Science . Получено 13 января 2020 г.
  7. ^ ab Heck, Philipp R.; et al. (13 января 2020 г.). «Время жизни межзвездной пыли от воздействия космических лучей на возраст досолнечного карбида кремния». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (4): 1884–1889. Bibcode : 2020PNAS..117.1884H. doi : 10.1073 /pnas.1904573117 . PMC 6995017. PMID  31932423. 
  8. ^ ab Wilde, Simon A.; Valley, John W.; Peck, William H.; Graham, Colin M. (2001). "Доказательства существования континентальной коры и океанов на Земле 4,4 млрд лет назад по данным детритовых цирконов" (PDF) . Nature . 409 (6817): 175–178. doi :10.1038/35051550. ISSN  0028-0836. PMID  11196637. S2CID  4319774. Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. . Получено 20 декабря 2006 г. .{{cite journal}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  9. ^ Valley, John W.; Cavosie, Aaron J.; Ushikubo, Takayuki; Reinhard, David A.; Lawrence, Daniel F.; Larson, David J.; Clifton, Peter H.; Kelly, Thomas F.; Wilde, Simon A.; Moser, Desmond E.; Spicuzza, Michael J. (23 февраля 2014 г.). «Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe tomography». Nature Geoscience . 7 (3): 219–223. Bibcode :2014NatGe...7..219V. doi :10.1038/ngeo2075. ISSN  1752-0894.
  10. ^ Мутанен, Тапани; Хухма, Ханну (2003). «Трондьемитовый гнейс Сиуруа возрастом 3,5 млрд лет в архейском гранулитовом поясе Пудасъярви, северная Финляндия» (PDF) . Бюллетень Геологического общества Финляндии . 75 (1–2): 51–68. дои : 10.17741/bgsf/75.1-2.004.
  11. ^ O'Neil, J; Carlson, Rw; Francis, D; Stevenson, Rk (сентябрь 2008 г.). «Неодим-142-доказательство гадейской мафической коры». Science . 321 (5897): 1828–31. Bibcode :2008Sci...321.1828O. doi :10.1126/science.1161925. PMID  18818357. S2CID  206514655.
  12. ^ Пресс-релиз Университета МакгиллаЗначок закрытого доступа
  13. ^ Найдены древнейшие камни на Земле
  14. ^ http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/321/5897/1828.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Кавози, Аарон Дж.; Вэлли, Джон В.; Уайлд, Саймон А. (2007). "Глава 2.5 Древнейшие наземные минеральные записи: обзор детритных цирконов возрастом от 4400 до 4000 млн лет из Джек-Хиллз, Западная Австралия". Развитие геологии докембрия . 15 : 91–111. doi :10.1016/S0166-2635(07)15025-8. ISBN 9780444528100.
  16. ↑ Newswise: Древний минерал показывает, что на ранних этапах Земли климат на континентах был суровым. Получено 15 июня 2008 г.
  17. ^ Lapen, TJ; et al. (2010). «Молодой возраст ALH84001 и его геохимическая связь с источниками шерготтита на Марсе». Science . 328 (5976): 347–351. Bibcode :2010Sci...328..347L. doi :10.1126/science.1185395. PMID  20395507. S2CID  17601709.
  18. ^ Мейер, К. (2011). «Сборник лунных образцов — ферроанортозит 15415» (PDF) . НАСА . Проверено 24 июля 2017 г.
  19. ^ Норман, Марк Д.; Борг, Ларс Э.; Найквист, Лоуренс Э.; Богард, Дональд Д. (2003). «Хронология, геохимия и петрология ферроан норитового анортозитового обломка из брекчии Декарта 67215: ключи к возрасту, происхождению, структуре и истории ударов лунной коры». Метеоритика и планетарная наука . 38 (4). Wiley: 645–661. Bibcode : 2003M&PS...38..645N. doi : 10.1111/j.1945-5100.2003.tb00031.x . ISSN  1086-9379.Краткое содержание
  20. ^ Шринивасан, Пурна; Данлэп, Дэниел Р.; Эйджи, Карл Б.; Вадхва, Минакши ; Колефф, Дэниел; Циглер, Карен; Циглер, Райан; Маккаббин, Фрэнсис М. (2 августа 2018 г.). «Богатый кремнием вулканизм в ранней солнечной системе, датируемый 4,565 млрд лет». Nature Communications . 9 (1): 3036. Bibcode : 2018NatCo...9.3036S. doi : 10.1038/s41467-018-05501-0. PMC 6072707. PMID  30072693.  Значок открытого доступа
  21. ^ Амелин, Юрий; Кальтенбах, Анджела; Иидзука, Цуёси; Стирлинг, Клодин Х.; Айрленд, Тревор Р.; Петаев, Михаил; Якобсен, Стайн Б. (декабрь 2010 г.). «U–Pb хронология старейших твердых тел Солнечной системы с переменной 238U/235U». Earth and Planetary Science Letters . 300 (3–4): 343–350. Bibcode : 2010E&PSL.300..343A. doi : 10.1016/j.epsl.2010.10.015. hdl : 1885/21305 .
  22. ^ Connelly, JN; Bizzarro, M.; Krot, AN; Nordlund, A.; Wielandt, D.; Ivanova, MA (2012-11-02). «Абсолютная хронология и термическая обработка твердых тел в солнечном протопланетном диске». Science . 338 (6107): 651–655. Bibcode :2012Sci...338..651C. doi :10.1126/science.1226919. ISSN  0036-8075. PMID  23118187.

Библиография

Внешние ссылки