Bilim insanları, bu Kanada kayalarının Dünya'nın en eski kayaları olduğunu kanıtladıklarını söylüyor

2008'de McGill doktora öğrencisi Jonathan O'Neil liderliğindeki Kanadalı araştırmacılar , 4,3 milyar yıl önce şu anda kuzeybatı Quebec'te oluşan dünyanın en eski kayalarını bulduklarını söylediler. Bu tür kayalar bilim insanlarına, Dünya'nın ilk eon'u olan Hadean'daki erken tarihine, Dünya'nın 4,5 milyar yıl önce oluşmasından sadece birkaç yüz milyon yıl sonrasına dair benzeri görülmemiş bir bakış açısı sunacaktı.

Ancak keşif tartışmalıydı ve diğer bilim insanları kayaların sadece daha eski ve daha genç materyallerin karışımı olduğunu ve bize o dönemde dünyanın nasıl olduğunu gerçekten söyleyemeyeceğini savundular.

Şimdi, on yılı aşkın süren sıkı çalışmanın ardından O'Neil ve ekibi, Quebec'in Nunavik bölgesinde, Inukjuak'ın yaklaşık 40 kilometre güneyinde, Hudson Körfezi'nin doğu kıyısına yakın bir yerde bulunan bir kaya oluşumu olan Nuvvuagittuq Yeşiltaş Kuşağı'ndaki (NGB) kayaların yeni bir analizini yaptı.

Bugün Science dergisinde yayımlanan bir makaleye göre , analiz edilen orijinal kayalardan daha sonra oluşan yeni incelenen kayalar en az 4,16 milyar yaşında. Bu, orijinal kayaların daha da eski olması ve kaya oluşumunun "Dünya'da korunan en eski kayaları" içermesi nedeniyle, bunların bile Hadean'dan olduğunu doğruluyor.

Şu anda Ottawa Üniversitesi'nde yer bilimleri profesörü olan O'Neil, jeologlar için kayaların kitaplar gibi olduğunu, ne zaman oluştuklarına ve o zamanki çevreye dair kimyasal kayıtlarla dolu olduğunu ve okyanusların ne zaman oluştuğu, yaşamın ne zaman başladığı ve levha tektoniğinin kıtaları ne zaman oluşturmaya başladığı hakkında ipuçları sunduğunu söyledi. Bu kadar eski kayalarla, "Neredeyse hiç kaydımızın olmadığı bir zamana yeni bir pencere açma fırsatımız var." diye ekledi.

Hadean çağı hakkında bildiklerimiz

Dünya ilk oluştuğunda, erimiş lavdan oluşan bir toptu. Ve başlangıçta, bilim insanları Dünya'nın ilk eon'u olan Hadean'ın ilk kayaların oluşmasıyla sona erdiğini düşündüler. Hadean'ın sonunu işaret eden "altın sivri uç" olarak bilinen şey, Kanada'da, Kuzeybatı Toprakları'ndaki Acasta Gneiss oluşumunda yer alır ve 4,03 milyar yaşındadır.

Bilim insanları bu tarihte hemfikir çünkü Acasta Gneiss, izotopik tarihleme adı verilen bir teknik kullanarak kayalar için oldukça güvenilir yaşlar veren mineraller olan zirkonyumlar içeriyor. Teknik, sabit çürüme oranına veya radyoaktif maddelere dayanıyor ve bunları bir saat olarak kullanıyor.

O'Neil, bilim insanlarının daha önce Hadean döneminde kaya olmadığını düşündüklerini ancak son 20 yılda ortaya çıkarılan kanıtlar sonucunda fikirlerini değiştirdiklerini, bunların arasında 4,4 milyar yıl önce Avustralya'da oluşan zirkonyumların da bulunduğunu söyledi. (Tortul kayaçlara gömülü minik kum taneleri olan bu zirkonyumlar, kendi başlarına kaya olarak kabul edilemeyecek kadar küçüktür.)

O'Neil, bu kadar küçük mineral taneciklerinin tüm bir kaya kadar bilgi veremeyeceğini, yalnızca "belki bir sayfaya" eşdeğer bir şey verebileceğini söyledi. O'Neil, tüm bir kayayla "bir bölüm veya [tüm bir kitap] olabilir" dedi.

Geçtiğimiz on yılda ekibi, NGB kayalarının okyanus tabanında oluştuğuna ve bazı erken yaşam izleri ve levha tektoniğine dair olası kanıtlar gösterebileceğine dair ilgi çekici kanıtlar buldu; ancak O'Neill'in tanımladığı gibi "talihsiz" yaş tartışması, bunların Hadean sırasında meydana gelen olaylar olduğunu kesin olarak söyleyememelerine neden oldu.

Neden bu kadar tartışmalı?

Nuvvuagittuq Yeşiltaş Kuşağı, genellikle okyanus tabanında oluşan bir kaya türü olan alışılmadık derecede soluk bir bazalttan oluşur. Ne yazık ki bazalt zirkonyum içermez, bu nedenle jeologlar mevcut en güvenilir izotopik tekniği kullanarak yaşını söyleyemezler.

Bunun yerine O'Neil ve ekibi, dört milyar yıldan daha eski kayalar için uygun olan samaryum-neodinium tarihlemesi adı verilen bir tekniğe yöneldi.

O'Neil, "Bu, Ay'dan ve Mars'tan gelen kayalara uygulandı. Ancak Dünya'da bu tekniğin uygulanabileceği kadar eski kaya yok, belki de Kuzey Quebec'teki kayalar hariç," dedi.

Ek olarak, iki farklı izotopik "saat"ten gelen tarihler daha önceki çalışmada uyuşmuyordu. O'Neil bunun, iki saatten birinin kayaların oluşumundan uzun süre sonra gerçekleşen olaylara karşı daha savunmasız olması ve daha genç bir tarih vermesi nedeniyle olduğunu düşündü.

Ancak diğer bilim insanları bunun, kayanın hem daha eski hem de daha genç materyallerin bir karışımı olduğunun bir işareti olduğunu düşündüler.

Son 15 yıldır Kanada'nın en eski kayaçlarını tarihlendiren ve izleyen Alberta Üniversitesi profesörü Graham Pearson, "Herhangi bir yaklaşımla kayaların tarihini yanlış belirlemek çok kolay." dedi.

Ancak O'Neil'in dahil olmadığı orijinal çalışmasında, farklı kayaçların ilişkileri arasında bazı varsayımlarda bulunulduğunu ve bu durumun verilerin iki şekilde yorumlanmasına olanak tanıdığını da sözlerine ekledi.

Yeni, daha ikna edici bir kanıt mı?

Tartışmayı çözmek için O'Neil'in ekibi NGB'den komşu kayanın bir parçasını analiz etti. Yeni analiz edilen kaya, daha sonraki bir tarihte orijinal kayanın çatlakları arasından sıkışmış ve sonra katılaşmış bir intrüzyon veya sıvı magmadır. Tanımı gereği, bu onu orijinal kayadan daha genç yapar.

Kanada Doğal Bilimler ve Mühendislik Araştırma Konseyi ile Ontario hükümeti tarafından finanse edilen yeni analizde, her iki izotopik saatin de aynı olduğunu belirten O'Neil, yeni kayanın "tam olarak aynı yaşı, 4,16 milyar yıl olarak verdiğini" söyledi.

Kopenhag Üniversitesi'nde Kanadalı bir profesör olan Martin Bizzarro, 2008 sonuçlarının arkasında karışımın olduğunu düşünenler arasındaydı. Yeni çalışmadaki saatlerin uyumunun "nadir" olduğunu kabul etti. Ancak CBC News'e bir e-postada, "Erken Dünya süreçlerinin karmaşıklığı göz önüne alındığında, [verilerin] kayaların Hadean olduğunu kesin olarak kanıtladığını düşünmüyorum" dedi.

Pearson ise, O'Neil ve ekibinin kullandığı çeşitli teknikler ve "gerçekten dikkatli çalışmaları" göz önüne alındığında, yeni verilerden ikna olduğunu söyledi.

O'Neil, yeni verilerin diğer bilim insanlarına kayaların Hadean olduğuna dair güven vereceğini ve bunun meslektaşlarının bu kayalarda bulduğu okyanus kimyası, levha tektoniği ve yaşam belirtileriyle ilgili zaman dilimi olduğunu umuyor. "Bu yüzden bu kayaların yaşı çok önemli."