Erdkruste aus der Frühzeit der Erde entdeckt

Die Erde entstand vor etwa 4,54 Milliarden Jahren. Relativ schnell – binnen etwa 160 Millionen Jahren – erstarrte flüssiges Gestein an der Oberfläche und bildete die erste Erdkruste. In Kanada haben Geowissenschaftler nun Überreste aus dieser Frühzeit der Erde entdeckt und berichten über ihren Fund in der Fachzeitschrift „Science“. Mit einem Alter von mindestens 4,2 Milliarden Jahren sind die kanadischen Gesteinsproben etwas jünger als Zirkonminerale aus dem Westen Australiens. Dennoch eröffnen sie wegen einer unterschiedlichen Zusammensetzung weitere Einblicke in geologische Prozesse der jungen Erde.

„Dieses Ergebnis belegt, dass nicht die komplette erste Kruste mittlerweile von der Erdoberfläche verschwunden ist“, schreiben Jonathan O´Neil von der University of Ottawa und Richard Carlson von der Carnegie Institution of Science in Washington. Rund um den Globus sind solche Funde ausgesprochen selten. Denn durch die Plattentektonik tauchte die frühe Erdkruste in den Erdmantel ab, wurde dabei aufgeschmolzen und weitestgehend zerstört. Die beiden Wissenschaftler wählten für ihre Analyse 15 Gesteinsproben aus der Region südlich der Hudson Bay. Frühere Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass dort ein Großteil der Granitgesteine mit etwa 2,7 Milliarden Jahren schon relativ alt ist.

Die Proben, die mit den 2,7 Milliarden Jahre alten Gesteinen vermischt waren, unterzogen O´Neil und Carlson einer komplexen Isotopenanalyse. Als Maßstab für das Alter diente ihnen das Verhältnis der beiden Isotope Neodym-142 und Neodym-144. Das leichtere Isotop wurde in den Gesteinen über den Zerfall von Samarium-146 angereichert, das eine Halbwertszeit von 68 Millionen Jahren hat. Parallel betrachteten die beiden Forscher die Konzentration des Isotops Neodym-143, das als Zerfallsprodukt aus Samarium-147 mit einer deutlich längeren Halbwertszeit von 106 Milliarden Jahren entsteht. Anhand der ermittelten Isotopenanteile schätzt das Team das Alter einiger Proben auf mindestens 4,2 Milliarden Jahre.

Diese Untersuchungen belegen, dass sich nicht nur in Australien, sondern auch in Kanada Reste der Erdkruste aus der Frühzeit der Erde finden lassen. Solche Proben bilden die Grundlage, um geologische Prozesse in jener Zeit rekonstruieren zu können. Vor zwei Jahren lieferte eine Analyse von bis zu 4,4 Milliarden Jahre alten Kristallen sogar Hinweise, dass die Erde deutlich früher als bisher angenommen von einem Erdmagnetfeld vor Sonnenwinden geschützt wurde.