Trzy miliardy – tyle lat ma najstarsza struktura uderzeniowa na Ziemi?
W centralnej części kratonu Pilbara w Australii Zachodniej, w miejscu zwanym North Pole Dome, w skałach zachowały się stożki uderzeniowe – charakterystyczne, bruzdowane formy powstające wyłącznie pod wpływem fali uderzeniowej towarzyszącej upadkowi meteorytu. Wiek tych struktur jest przedmiotem naukowego sporu. Zespół badaczy z Curtin University, w tym C.J. Kirkland i B.J. McDonald, opublikował właśnie wyniki zintegrowanej geochemicznej analizy izotopowej, która ustala wiek krateru na około 3,02 miliarda lat i czyni zeń najstarszą pewnie udokumentowaną strukturę uderzeniową na Ziemi.
Kluczowym materiałem badawczym był cyrkon zawarty w zmetamorfizowanym dolerycie na którym są stożki uderzeniowe. Analizy obrazowania elektronami wstecznie rozproszonymi pokazały, że w próbce istnieje kontinuum morfologiczne ziaren: od drobnych, form pamiętających krystalizację protolitu sprzed ponad 3,4 miliarda lat po rozbudowane nieregularne formy. Te formy nieregularne to produkt rekrystalizacji starszego cyrkonu w warunkach skrajnej nierównowagi termodynamicznej, gdy doszło do zbyt szybkiego stygnięcia, by kryształy mogły przyjąć regularną postać. Podobne struktury znane są z księżycowych skał uderzeniowych. Datowanie metodą uranowo-ołowiową średnią wieku 207Pb/206Pb wynoszącą 3,024 miliarda lat.
Naukowcy oparli swoją interpretację na trzech niezależnych badaniach izotopowych. Datowanie apatytu hydrotermalnego dało wynik 3,019 miliarda lat, co pokrywa się ze stwierdzonym wiekiem cyrkonu. Trzecim „zegarem” jest muskowit przecinający stożki uderzeniowe. Datowanie metodą Rb-Sr (rubidowo-strontową) dało wynik 1,655 miliarda lat. To dolna granica czasowa wieku stożków. Skoro muskowit nie został odkształcony, musiał pojawić się w stożkach później, już po uderzeniu.
Autorzy wykazali, że żadne znane regionalne zdarzenie geologiczne z przedziału 3,4–3,0 miliarda lat nie mogłoby wywołać obserwowanej rekrystalizacji cyrkonu. Ich zdaniem zatem, badane stożki liczą sobie sobie ponad 3 miliardy lat i są najstarszą znaną strukturą uderzeniową na Ziemi.
Nie wiadomo jednak, czy opisywane badania zakończą spór. Jedynym niespornym elementem debaty pozostaje sam fakt istnienia stożków uderzeniowych. Specjaliści dyskutują natomiast o stratygraficznej przynależności skał je zawierających. Wcześniejsza analiza sugerowała, że dwa z okazów stożków mogą pochodzić z młodszego bazaltu, co przesuwałoby maksymalny wiek uderzenia do 2,7 miliarda lat.
Jeśli interpretacja zespołu z Curtin University okaże się właściwa, North Pole Dome – znany oficjalnie jako struktura Miralga – wypełni istotną lukę w historii bombardowania planet wewnętrznych Układu Słonecznego. Księżyc zachował czytelny zapis intensywnego bombardowania przypadającego na hadeik i wczesny archaik. Ziemia musiała doświadczać podobnych uderzeń, jednak jej aktywna tektonika i erozja usunęły niemal wszystkie ślady. Struktura sprzed 3,02 miliarda lat byłaby na razie jedynym pewnym wyjątkiem od tej reguły.
Artykuł z wynikami badań został opublikowany na łamach Geology.
Komentarze (0)