Najstaršie datované horniny na Zemi predstavujú niekoľko rôznych kategórií: vzorky dovezené z Mesiaca, jednotlivé minerály (predovšetkým zirkóny) a staré skalné telesá (gneisy a vyvreté horniny). Každá z týchto kategórií poskytuje inú časť príbehu o rannom vývoji Zem–Mesiac systému a o geologickej histórii planéty.
1. Lunárne vzorky (najstaršia datovaná hornina dovezená na Zem)
Z Mesiaca sme získali niektoré z najstarších datovaných hornín, čo má zvláštny význam preto, že Mesiac bol kedysi úzko spojený so Zemou (pozri hypotézu o obrovských impaktoch). Počas mise Apollo 16 bola privezená lunárna vzorka 67215, ktorej vek je približne 4,46 miliardy rokov. Táto vzorka patrí medzi najstaršie známe horniny dostupné na štúdium a ukazuje, že povrch Mesiaca – a teda aj materiál spätý so skorou Zemou – vznikal v období veľmi blízkemu formovaniu Slnka a planét.
Lunárne vzorky sa datujú pomocou viacerých radiometrických metód (Pb–Pb, Rb–Sr, Sm–Nd a pod.), pričom výsledky poskytujú informácie o čase diferencácie mesačnej kôry a o termálnych dejinách po formovaní.
2. Najstarší pozemský materiál: zirkóny z Jack Hills
Najstarší datovaný minerál pozemského pôvodu je zirkón (chemicky ZrSiO4) nájdený v pieskovcoch oblasti Jack Hills v Západnej Austrálii. Najstarší z týchto zirkónov má vek 4,404 ± 0,008 miliardy rokov. Iné veľmi staré zirkóny z tej istej lokality majú veky bližšie k ~4,35 miliardy rokov.
Zirkóny sú extrémne odolné voči chemickému i fyzikálnemu rozkladu, a preto často prežijú geologické procesy, ktoré zničia pôvodnú horninu. Datovanie pomocou izotopového systému uránu a olova (U–Pb) v zirkónoch poskytuje veľmi presné veky. Okrem veku zirkóny nesú aj izotopické signály (napríklad pomer kyslíkových izotopov), ktoré naznačujú, že už v hadeiku existovala stabilnejšia kôra a dokonca povrchová voda — čo má dôležité dôsledky pre náznaky skorých podmienok vhodných pre vznik života.
3. Najstaršie skalné teleso: Acasta Gneiss
Za jedno z najstarších dochovaných horninových telies na Zemi sa považuje Acasta Gneiss, ktoré sa nachádza v Kanadskom štíte v Severozápadných teritóriách v Kanade. Ide o archeické ( archeické) vyvreté a gneisové jadrá starých horských reťazcov, ktoré boli často odhalené eróziou a pôsobením ľadovca. Analýzy zirkónov a ďalších izotopických systémov ukazujú, že Acasta Gneiss má vek približne 4,0 miliardy rokov (s presnou hodnotou okolo 4,03 Ga podľa viacerých štúdií).
Acasta Gneiss predstavuje príklad starého zachovaného kúsku zemského plášťa a skorého kontinentálneho zemského povrchu (často v podobe tonalit-trondhjemit-granodioritových — TTG — zložiek). Takéto útvary dokumentujú procesy diferencácie a skladania kôry v archetickom eóne a poskytujú kontext pre interpretáciu samotných zirkónov z Jack Hills.
Zhrnutie a význam
- Lunárne vzorky (napr. vzorka 67215 z Apollo 16, ~4,46 Ga) sú medzi najstaršími dostupnými horninami a pripomínajú spoločnú ranú históriu Zeme a Mesiaca.
- Zirkóny z Jack Hills (najstarší ~4,404 ±0,008 Ga) predstavujú najstarší pozostávajúci pozemský minerál a svedčia o skorom vzniku pevnej kôry a možnej prítomnosti vody.
- Acasta Gneiss (~4,0 Ga) je jedným z najstarších zachovaných skalných telies, ktoré reprezentujú ranú zemskú kôru v zmysle celej horniny, nie iba izolovaného minerálu.
Spoločne tieto nálezy vytvárajú ucelený obraz: hoci niektoré z najstarších materiálov, ktoré máme k dispozícii, pochádzajú z Mesiaca, najstaršie pozemské minerály (zirkóny) a staré skalné útvary (gneisy) nám umožňujú rekonštruovať podmienky na Zemi už v prvých stovkách miliónov rokov po jej vzniku. Datovanie týchto materiálov sa opiera hlavne o izotopové metódy (najmä U–Pb v zirkónoch), ktoré poskytujú presné časové body pre geologické udalosti v najrannejších kapitolách dejín našej planéty.
