Загадочная скальная формация в Канаде может быть древнейшей породой на Земле

На восточном побережье Гудзонова залива в Канаде находится малоизученное скальное образование, которое, согласно новому исследованию, может содержать древнейшие из известных горных пород на Земле.

Анализ серых полосатых пород, входящих в состав Нуввуагиттукского зеленокаменного пояса (НЗП), показал, что их возраст составляет около 4,16 миллиарда лет. Это означает, что они являются фрагментами самой ранней земной коры, сформировавшейся на нашей планете, возраст которой оценивается в 4,57 миллиарда лет.

Для датировки ученые использовали два метода, основанных на распаде радиоактивных изотопов в древней магме, сохранившейся внутри пород. Результаты подтверждают более раннее спорное исследование тех же авторов.

Если выводы, опубликованные 26 июня в журнале Science, подтвердятся, эти породы могут предоставить уникальное окно в древнейшую историю Земли и геохимические условия, в которых зародилась жизнь.

«Вулканическим породам должно быть как минимум 4,16 миллиарда лет, но я считаю, что их наиболее вероятный возраст — 4,3 миллиарда лет», — заявил соавтор исследования Джонатан О’Нил, профессор экологических наук Университета Оттавы. «Более древних пород науке неизвестно».

Ранняя Земля: эпоха хаоса

Земля начала свое существование как раскаленный шар лавы. В течение первых 600 миллионов лет (эпоха Гадея) она постепенно остывала, и на ней начали формироваться первые участки твердых пород. Это было бурное время для молодой планеты: ее постоянно бомбардировали астероиды, а столкновение с протопланетой Тейя привело к катастрофическому удару, оторвавшему часть Земли и создавшему Луну.

Примерно 3,8 миллиарда лет назад поверхность планеты раскололась на тектонические плиты, которые начали погружаться друг под друга, переплавляясь в недрах или образуя горные хребты и океанические впадины. Из-за этого процесса многие древние породы подверглись химическим изменениям под действием высоких температур и давления.

Однако в некоторых регионах, удаленных от границ плит, сохранились породы, остававшиеся неизменными миллиарды лет. Один из таких участков находится на северо-востоке Канады, и его древнейшая часть — Нуввуагиттукский зеленокаменный пояс (НЗП). Ученые сходятся во мнении, что этим породам как минимум 3,8 миллиарда лет.

Споры вокруг древнейших пород

В 2008 году О’Нил и его коллеги опубликовали исследование, в котором утверждали, что возраст НЗП составляет 4,3 миллиарда лет, что сделало бы его древнейшей породой на планете. Однако другие геологи раскритиковали эту работу, указав на возможные ошибки в методах датировки.

Обычно древние породы датируют по минералу циркону, который химически стабилен в течение миллиардов лет. Однако вулканические породы НЗП не содержат циркона, поэтому ученым пришлось использовать другой метод — измерение распада самария в неодим.

Но и этот подход оказался небезупречным. Самарий распадается в неодим двумя путями:

• Самарий-146 → Неодим-142 (период полураспада — 96 миллионов лет)

• Самарий-147 → Неодим-143 (период полураспада — триллионы лет)

Из-за разной скорости распада эти «часы» давали сильно различающиеся оценки возраста пород. Долгоживущий изотопный метод особенно чувствителен к тектоническим процессам, которые могли повлиять на соотношение изотопов.

«Любой нагрев или метаморфизм пород после 4 миллиардов лет назад почти не влияет на короткоживущий изотопный «часы», но может сбросить долгоживущий, создавая расхождения в возрасте», — пояснил О’Нил.

Новые данные и перспективы

Чтобы решить эту проблему, команда вернулась к изучению НЗП и обнаружила участки, где магма из мантии проникла в древнюю кору. Поскольку эти внедрения моложе окружающих пород, их возраст можно использовать как минимальную оценку. Новый анализ показал, что в этих зонах оба метода распада самария дают одинаковый результат: 4,16 миллиарда лет.

Если дальнейшие исследования подтвердят возраст пород, это может дать ключ к пониманию зарождения жизни на Земле и за ее пределами.

«Некоторые породы НЗП образовались из осадков древнего океана, и они могут рассказать о составе первых морей, их температуре, атмосфере и, возможно, содержать древнейшие следы жизни», — отметил О’Нил. «Понимание условий, в которых могла зародиться жизнь на нашей планете, поможет в поиске ее следов на других телах, например, на Марсе».

Ученые планируют продолжить изучение НЗП, чтобы уточнить возраст пород и найти возможные биомаркеры — следы древнейших микроорганизмов. Если гипотеза подтвердится, это станет одним из важнейших открытий в геологии и астробиологии.

А пока Нуввуагиттукский зеленокаменный пояс остается загадкой, хранящей секреты молодой Земли.