Wissenschaftler können verschiedene Hinweise verwenden, um herauszufinden, was sich unter der Erdoberfläche befindet, ohne tatsächlich graben zu müssen – einschließlich des Beschusses von im Strandsand gefundenen Mineralien mit superfeinen Lasern, die dünner als ein menschliches Haar sind.
Diese Technik wurde in einer neuen Studie verwendet, die auf ein 4 Milliarden Jahre altes Stück Erdkruste von der Größe Irlands hinweist, das unter Westaustralien lag und die geologische Entwicklung des Gebiets über Millionen von Jahrtausenden beeinflusste.
Es könnte Hinweise darauf geben, wie unser Planet von unbewohnbar zu lebensfähig wurde.
Die Forscher glauben, dass die riesige Krustenfläche die Gesteinsbildung stark beeinflusst hätte, als alte Materialien mit neuen vermischt wurden, nachdem sie zuerst als eine der frühesten Protokrustenformationen des Planeten aufgetreten waren und mehrere Gebirgsbildungsereignisse überstanden hatten.
„Wenn wir unsere Ergebnisse mit bestehenden Daten vergleichen, scheint es, dass viele Regionen auf der ganzen Welt einen ähnlichen Zeitpunkt der frühen Krustenbildung und -erhaltung erlebt haben“, sagt Maximilian Dröllner, Doktorand der Geologie und Hauptautor von der Curtin University in Australien.
“Dies deutet auf eine signifikante Veränderung in der Entwicklung der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren hin, als der Meteoritenbeschuss nachließ, sich die Kruste stabilisierte und sich Leben auf der Erde zu etablieren begann.”
Die Laser wurden verwendet, um Körner des Minerals Zirkon zu verdampfen, das aus Sand entnommen wurde, der aus Flüssen und Stränden in Westaustralien entnommen wurde.
Technisch bekannt als Laserablations-Splitstream-induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie, ermöglicht die Methode Wissenschaftlern, die Körner zu datieren und sie mit anderen zu vergleichen, um zu sehen, woher sie stammen könnten.
Dies verschaffte dem Team einen Einblick in das kristalline Grundgebirge unter der Erdoberfläche in dieser speziellen Region – es zeigte, wo die Körner ursprünglich erodiert waren, welche Kräfte zu ihrer Entstehung verwendet wurden und wie sich die Geologie der Region im Laufe der Zeit entwickelt hatte.
Neben der Bedeutung des noch vorhandenen Protokrustenrests – etwa 100.000 Quadratkilometer (38.610 Quadratmeilen) davon – werden die Grenzen des Blocks den Wissenschaftlern auch dabei helfen, herauszufinden, was sonst noch unter der Erdoberfläche verborgen ist und wie es sein könnte haben sich in ihrem jetzigen Zustand entwickelt.
“Der Rand des alten Krustenstücks scheint eine wichtige Krustengrenze zu definieren, die kontrolliert, wo wirtschaftlich wichtige Mineralien gefunden werden”, sagt der Forschungsleiter, Geologe Milo Barham von der Curtin University.
“Das Erkennen dieser alten Krustenreste ist wichtig für die Zukunft der optimierten nachhaltigen Ressourcenexploration.”
Wie zu erwarten, ist nach 4 Milliarden Jahren nicht mehr viel von der ursprünglichen Erdkruste zu untersuchen, was solche Erkenntnisse für Experten umso interessanter und nützlicher macht – und uns ein wichtiges Fenster in die ferne Vergangenheit eröffnet.
Die Verschiebung der Erdkruste und die Verwirbelung des heißen Erdmantels darunter sind schwer vorherzusagen und nachträglich zu kartieren. Wenn an der Oberfläche Hinweise auf innere Bewegungen und Geologie gefunden werden können, sind Wissenschaftler daher sehr daran interessiert, diese zu nutzen.
Im weiteren Verlauf könnten die Ergebnisse der hier beschriebenen Studie auch Wissenschaftlern helfen, die sich mit anderen Planeten befassen – der Art und Weise, wie diese Planeten gebildet werden, wie ihre früheste Kruste geformt ist und sogar, wie sich außerirdisches Leben auf ihnen ansiedeln könnte.
„Das Studium der frühen Erde ist angesichts der enormen Zeit, die verstrichen ist, eine Herausforderung, aber es ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Bedeutung des Lebens auf der Erde und unserer Suche, es auf anderen Planeten zu finden“, sagt Barham.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Terra Nova.