Ein kristalliner Zeitzeuge dokumentiert die frühe Erdgeschichte - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik Erde+Klima

Ein kristalliner Zeitzeuge dokumentiert die frühe Erdgeschichte

14-02-24 Zirkon.jpg
Zirkon-Kristall, Credit: John Valley
Einst war die Erde ein höllischer Himmelskörper: Ein Feuerball aus glutflüssigem Gestein – an Leben nicht zu denken. Doch irgendwann war die heiße Kindheit vorbei: Die Erdkruste entstand und schließlich bildeten sich Ozeane, die Heimat der ersten Lebensformen. Doch wann begann die „coole“ Zeit? Bisher gab es dazu Unklarheiten. Nun bestätigen neue Untersuchungen von US-Forschern: Vor etwa 4,4 Milliarden Jahren bildete sich die feste Erdkruste – und damit schon früh nach der Entstehung der Erde. Diese Zeitangabe verdanken wir einem kristallinen Zeitzeugen: Einem Zirkon aus Australien. Es handelt sich um das älteste bekannte Stückchen Krustengestein. In dem mikroskopischen Mineral steckt eine Art Uhr, die bei seiner Kristallisation zu ticken begann.

Zirkone gelten bereits seit einiger Zeit als Archive der frühen Erdgeschichte. Die Verbindung aus den Elementen Zirkonium, Silizium und Sauerstoff enthält auch Spuren radioaktiven Urans, das mit der Zeit zu Bleiisotopen zerfällt. Durch Messung der entsprechenden Uran-Blei-Verhältnisse kann das Kristallisationsalter eines Zirkons und damit des ihn enthaltenden Gesteins bestimmt werden. Mit dieser Methode wurden bereits Zirkone aus Westaustralien untersucht. Das älteste Exemplar wurde auf ein Alter von 4,4 Milliarden Jahre datiert. Doch dieses Ergebnis galt bisher als umstritten. Der Kritikpunkt war: Bleiisotope könnten sich innerhalb des Kristallgefüges verlagert und dann zu falschen Altersangaben geführt haben.

Die Forscher um John Valley University of Wisconsin-Madison haben dies nun durch Analysen mittels der sogenannten Atomsondentomographie und Sekundärionen-Massenspektrometrie überprüft. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass Verlagerungen zwar stattgefunden haben und sich die Bleiisotope in dem Kristall zu Gruppen vereinigt haben. Die  dabei entstandene Ungleichverteilung sei allerdings zu gering, um die Datierung zu beeinflussen. Den Forschern zufolge sah die Entstehungsgeschichte des Zirkons aus den Jack Hills in Westaustralien so aus: Er kristallisierte vor 4,374 Milliarden Jahren – da setzte der Zerfall des Urans zu Blei ein. Nach etwa einer Milliarde Jahren wurde er dann erneut erhitzt, wobei sich das Blei verlagerte und gruppierte.

Die Ergebnisse der Forscher bestätigen einerseits, dass die Uran-Blei-Methode zuverlässige Ergebnisse liefert, aber auch, dass die bisherigen Annahmen über den Verlauf der frühen Erdgeschichte zutreffen. „Es bestätigt unsere Vorstellungen davon, wie sich die Erde abkühlte und lebensfreundlich wurde“, sagt Valley. Demnach ging das vergleichsweise fix vonstatten: Vor rund 4,4 Milliarden Jahren bildete sich die Erdkruste und die Temperaturen wurden bald kühl genug, so dass sich flüssiges Wasser bilden konnte. „Die Studie bestärkt die Annahme, dass die Erde bereits vor 4,3 Milliarden Jahren eine Hydrosphäre besessen hat, in der möglicherweise schon bald die ersten Lebensformen entstanden“, sagt der Geologe. „Eine solche Entstehungsgeschichte könnte auch auf andere lebensfreundliche Planeten im Universum zutreffen“, ergänzt Valley.

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
Anzeige
Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Anzeige

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

♦ Mi|kro|pho|to|ko|pie  〈f. 19〉 = Mikrofotokopie

♦ Die Buchstabenfolge mi|kr… kann in Fremdwörtern auch mik|r… getrennt werden.

pit|chen  〈[pitn] V. i.; hat〉 1 ein(en) Pitch (I) präsentieren, ein Verkaufsgespräch führen 2 〈Golf; Baseball〉 einen Pitch ( ... mehr

ag|rar|po|li|tisch  〈Adj.〉 die Agrarpolitik betreffend, zu ihr gehörig, auf ihr beruhend ● eine ~e Maßnahme durchführen

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige