地球の元の地殻の一部が今日カナダに存在しています

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カナダのハドソン湾の東岸にある岩には、地球で最も初期の地殻の一部が含まれています。

岩自体は27億年前の花崗岩ですが、現在も存在する岩を形成するために溶解およびリサイクルされた前駆岩の化学信号を保持しています。ジャーナルScienceで今日(3月17日)オンラインで公開された新しい研究は、これらの前駆体が約43億年前に形成されたことを発見しました。

地球は46億年前のもので、月を形成した天文学的影響は約45億年前に発生しました。カナダのオタワ大学の地球科学者である研究リーダーのジョナサン・オニール氏は、月形成の影響の後、初期の地殻の中でカナダの花崗岩の前駆体が岩になると語った。

冥王の歴史

新しい研究は、地球の歴史の神秘的でかなり溶けた段階であるハデアン時代を覗き見する試みです。冥王代は地球の形成から始まり、約40億年前に終わり、この時代の地質学上の残骸はほとんど残っていません。 Hadeanのほとんどの岩石は、ずっと前に地球のマントルにリサイクルされていました。

「36〜38億年以上前の岩石は、基本的には、自分の手の指で数えることができます」とO'NeilはLive Scienceに語った。 「地球の歴史の最初の10億年を理解するために、私たちは非常に限られた量の岩石サンプルを持っています。」

ハドソン湾からの27億年前の花崗岩の拡大図。これらの岩は、明らかに地球上の第2世代の岩です。その親岩は約43億年前のものでした。 (画像クレジット:Isabelle Lafrance)

カナダのハドソン湾の北で見つかった花崗岩は、ハディーアンまでさかのぼりますが、38億から24億8千年前の地球上で最も古い既知の岩を含むと考えられている地層である、Nuvvuagittuqグリーンストーンベルトに突き当たります。 (唯一の古い地質学的材料は、オーストラリアのジャックヒルズからのジルコンと呼ばれる小さな鉱物粒子ですが、それらの粒子を保持していた元の岩は、古くから風化しています。)

一部の科学者は、ジャックヒルズのジルコンとNuvvuaguittuqのグリーンストーンベルトの両方に、惑星での最も初期の生命の痕跡が含まれていると考えていますが、これらの発見には議論の余地があります。

地質家系図

オニールと彼の共著者であるカーネギー研究所のリチャードカールソンは、27億年前の花崗岩に興味を持っていました。彼らは、そのような岩は、「親」岩によって形成されなければならないことを知っていたからです。埋葬され、部分的に溶かされてから改造されました。問題は、その親のロックは何歳だったかということでした。

調べるために、研究者たちはサマリウム-ネオジム年代測定に注目しました。これは、これら2つの希土類元素の異なる変動の比率を使用して年齢を決定する方法です。サマリウムの1つの分子変化、または同位体、サマリウム146は地球上に存在しなくなりました。惑星の歴史の最初の5億年以内にすべて放射性崩壊を受けました、とオニールは言いました。

サマリウム146はネオジム142に崩壊するため、地球の歴史の最初の5億年後に形成された岩は、ネオジム142と他のネオジム同位体の比率が同じです。研究者によると、このネオジム比の変動を示す岩は、地球の歴史の最初の5億年の間に形成されたに違いない。

27億年前の花崗岩の露頭。この花崗岩を形成するためにリサイクルされた岩石はおそらく約43億年前に形成され、その後10億年以上も海洋地殻として存続し、その後、水没して部分的に溶融しました。その後、彼らは現在も存在する岩石に改造しました。 (画像クレジット:Jonathan O'Neil)

科学者がハドソン湾の岩石で発見したのはまさにそのような変動でした-ネオジム-142対ネオジム-144の比率は現代の岩石と比較して赤字です。

「それは彼らの親ロックが非常に古くなければならなかったことを意味する」とオニールは言った。研究者たちはまた、親岩が乾燥した土地ではなく玄武岩質の海洋地殻である可能性が高いことも発見しました。

研究者たちは、母岩が今日生き残っている現代の花崗岩より15億年古いと推定しています。オニール氏によると、これは親岩が地球上で最も初期の地殻の一部だったというだけでなく、リサイクルされる前に親岩が長い間滞留していたため興味深い。オニール氏によると、今日の海洋地殻は、マントルに押し戻されて部分的に溶ける前に、表面に約2億年しか存在しないという。ハドソン湾の花崗岩の親岩は、現在の海洋地殻が存続する5倍の長さで、リサイクルされるまで10億年以上表面に留まりました。

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