Vanimad dateeritud kivimid Maa ja Kuult: tsirkoonid, Jack Hills, Acasta
Avasta vanimad dateeritud kivimid: Kuult ja Maalt pärinevad tsirkoonid, Jack Hillsi 4,404 mld a tsirkoonid ja Acasta gneiss — Maa ja Kuu geoloogiline ajalugu kokkuvõtlikult.
Vanimad dateeritud kivimid Maal on mitut tüüpi ja neid eristatakse selle järgi, kas tegemist on tõeliste kivimitega või vanimate mineraaliteradega, mis on säilinud nooremasest kivimkoostisest.
1. Kuu‑proovid — vanimad Maa peal uuritavad kivimid
Kuust on leitud varajasi kivimeid, mida uuritakse ka Maa vanima materjalina, sest Kuu tekkis tõenäoliselt koos Maaga ühe hiiglasliku kokkupõrkega (vt hiiglasliku kokkupõrke hüpoteesi). Näiteks Apollo 16 missiooni käigus toodi Maale kuuproov 67215, mille vanus on määratud umbes 4,46 miljardile aastale (miljardit aastat). See kuuproov 67215 on seni vanim teadaolev kivim, mis asub Maal, kuigi selle päritolu on Kuult.
2. Vanimad maapealsed mineraaliterad — Jack Hills ja tsirkoonid
Vanim dateeritud maapealse päritoluga materjal on tsirkoonmineraal (zirkoon), mille vanus on 4,404 ± 0,008 miljardit aastat — need gramm‑suurused terad leiti Lääne‑Austraalia Jack Hillsi liivakihtidest. Tsirkoneid kasutatakse vanuse määramiseks eelkõige uraan‑plii (U–Pb) isotoopanalüüsi abil, sest uraan laguneb plii‑isotoopideks ja tsirkon säilitab hästi oma isotoopset koosseisu ka väga pikkadel ajavahemikel.
Jack Hillsi tsirkoonide vanimad näited (4,404 Ga) annavad tõestuse kivimaterjali olemasolule varases Hadeani eonil. Samas tuleb vahet teha üksiku mineraaliteraga (tsirkoon) ja tervikliku kivimiga: tsirkoonid on sageli detrituse osakesed vanemast, kadunud kivimist, mistõttu need annavad infot varajase Maapõue ja pinnatingimuste kohta, kuid ei tähenda, et algne kivim oleks tänapäevani säilinud.
Lisaks mainitakse sageli, et vanimad järjekindlalt dateeritud tsirkoonid paiknevad pigem ~4,35 miljardi aasta vanuses laagrites — see kajastab nii proovide varieeruvust kui ka dateerimise keerukust (nt sekundaarne tektooniline ümbertöötlus, häiringud).
3. Vanimad säilinud kivimid — Acasta gneiss
Maa vanimaks säilinud kivimiliseks moodustiseks peetakse sageli Acasta gneissi Lääne‑Kanadas, Kanada Loodeterritooriumidel. Acasta gneiss on osa väga vanast metamorfsest kompleksist, mis koosneb arhea‑ajast pärinevatest maagneissidest ja gneissituumadest ning on osa Kanada kiviajastikust (linkudega Kanada, mäeahelike jne — linkide säilitus on antud tekstis vastavalt allikatele). Need kivimid on paljastunud liustike ja erosiooni mõjul ning neid on dateeritud peamiselt tsirkoonide U–Pb meetodiga, mis on võimaldanud määrata nende vanuseks üle 4 miljardi aasta (Acasta‑kompleksi varasemad kuupäevad osutavad umbes 4,0–4,03 miljardile aastale, sõltuvalt uurimistulemustest ja metamorfoosi mõjudest).
Miks need leiud on olulised?
- Erinevus mineraal ja kivim: tsirkoonid annavad infot varaeaegse Maa kesta kohta, isegi kui algne kivim on hävinud; kuuproovid annavad vanimad otsese proovi vanused; Acasta gneiss on üks vanimaid endiselt säilinud kivimikooslusi.
- Metoodika: vanuse määramisel kasutatakse eelkõige U–Pb isotoopanalüüsi tsirkoonis (meetodid nagu SHRIMP, SIMS ja LA‑ICP‑MS), mis võimaldab määrata väga suuri vanuseid ja eristada algset ning hilisemat isotopilist segunemist.
- Varase Maa tingimused: Jack Hillsi tsirkoonid ja nende isotopilised tunnused (nt hapniku isotoobid) viitavad, et juba varases Hadeanis võis esineda pinnatingimuste ja vesikondade elemente ning võibolla ka mandrilise koore alged — see on oluline teave Maa varase temperatuuri, tektoonika ja veeajalooga seotud hüpoteeside jaoks.
Kokkuvõtlikult: vanimad teadaolevad proovid, mis praegu Maal hoiule toodud või leitud, hõlmavad Kuu proov 67215 (~4,46 Ga), Jack Hillsi tsirkoonide vanimat tera (~4,404 ±0,008 Ga) ning väga vanu kivimikooslusi nagu Acasta gneiss (umbes 4,0–4,03 Ga). Iga tüüp annab omapoolse akna Maa varasesse ajaloosse — üksikmineraalid, säilinud kivimid ja ekstraterrestraalsed proovikud annavad koos terviklikuma pildi varasemast geoloogilisest ajastust.
Gneissproov Maa vanima dateeritud kivimite leiukohast (Acasta jõe piirkond Kanadas). Selle proovi vanuseks on dateeritud 4,03 miljardit aastat.
Küsimused ja vastused
K: Millised on vanimad dateeritud kivimid Maal ja millised on nende tüübid?
V: Vanimad dateeritud kivimid Maal on mitut tüüpi, sealhulgas Kuust leitud varajased kivimid, maapealse päritoluga tsirkoonmineraalid ja Kanada kilbi Acasta gneiss.
K: Miks on oluline uurida Kuult leitud kivimeid?
V: See on oluline, sest Kuu oli kunagi osa Maast, vastavalt hiiglasliku kokkupõrke hüpoteesile.
K: Kuidas nimetatakse Maa vanimat teadaolevat kivimit ja kust see leiti?
V: Maa vanim teadaolev kivim on Kuu proov 67215, mis leiti Kuult Apollo 16 missiooni ajal.
K: Milline on selle tsirkoonmineraali vanus, mida on dateeritud kui vanimat maapealset päritolu materjali?
V: Tsirkoonmineraal, mida on dateeritud kui vanimat maapealset päritolu materjali, on 4,404 ±0,008 miljardi aasta vanune.
K: Kus leiti vanim järjepidevalt dateeritud tsirkoon?
V: Vanim järjekindlalt dateeritud tsirkoon leiti Lääne-Austraalias Jack Hillsist ja see on lähemal 4,35 miljardit aastat tagasi.
K: Mis on Acasta gneiss, kus see asub ja kuidas seda dateeriti?
V: Acasta gneiss on Maa vanim kivimivorming, mis asub Kanada Loode-Territooriumidel asuvas Kanada šildis. See koosneb iidsete mäeahelike arhea-aegsete mäeahelike maagneiss- ja gneissituumadest, mis on jääaja tegevuse tagajärjel paljastatud. See dateeriti kivimites olevate tsirkoonide analüüsi abil.
K: Kui vana on Acasta gneiss?
V: Acasta gneissi täpne vanus ei ole selge, kuid arvatakse, et see pärineb üle 4 miljardi aasta tagasi.
Otsige