Eerder dit jaar, onderzoekers kondigden aan dat ze fossielen van microbieel leven hadden gevonden in de rotsen van Noord-Quebec, Canada dateert van minstens 3,77 miljard jaar oud, waardoor ze de oudst bekende levensvorm op aarde zijn. Het was een verbazingwekkende bewering, gezien het feit dat de aarde zelf minder dan een miljard jaar ouder is en een teken is dat als het leven op aarde relatief snel zou kunnen ontstaan, het in het heelal normaal zou kunnen zijn.

De ontdekking heeft een actief debat in de wetenschappelijke gemeenschap op gang gebracht omdat de vermeende fossielen, een set filamenten en buisjes achtergelaten door ijzeretende bacteriën, zou in plaats daarvan een product kunnen zijn van geologische processen in de loop van de tijd. Hoewel het University College London-team dat de bevindingen heeft geproduceerd er vertrouwen in heeft, deze ontwikkeling in onderzoek naar de oorsprong van het leven legt de uitdagingen bloot van het uitvoeren van microbiologische studies in het oude tijdperk van de geschiedenis van de aarde.

Nutsvoorzieningen, een nieuw artikel werpt een andere kijk op het onderzoeken van rotsen uit het Hades-tijdperk. Guillaume Caro, een geochemicus aan de Universiteit van Lotharingen in Frankrijk, is de hoofdauteur van een studie die onderzoekt hoe sporen van de vroegste aardkorst konden worden bewaard in de oude rotsen die de basis legden voor de geologische geschiedenis van de aarde. Hij keek naar rotsen in het noorden van Quebec uit de Hadean-periode, een geologisch tijdperk variërend van 4 miljard tot 4,5 miljard jaar geleden toen de oceanen voor het eerst werden gevormd, continenten begonnen te groeien, en het leven is misschien voor het eerst verschenen.

Caro zocht bewijs van stenen die in vroege perioden in de aarde waren gerecycled, specifiek mafische (stollings)gesteenten in de supracrustale gordel van Ukaliq in het noorden van Quebec, en vond afwijkingen in een kortlevend radioactief element genaamd neodymium 142.

"Het kan alleen zijn geproduceerd vóór 4 miljard jaar oud, zodat we het kunnen gebruiken om te volgen wat er gebeurt met de vroegste aardse proto-korst, ' zei Caro.

Hij suggereerde dat de isotopische anomalieën in de rotsen, die zelf 3,8 miljard jaar oud zijn, wijzen op overblijfselen van een oudere korst van 600 miljoen jaar eerder. Deze oude korst zonk in de mantel en de recycling ervan veroorzaakte nieuw magmatisme.

Caro legde uit dat terwijl de oudere korst er niet meer is, hints van hoe het eruit zag zijn duidelijk door de geochemische en isotopische handtekeningen die het achterliet. Eerder, onderzoekers dachten dat de rotsen ongeveer 4,3 miljard jaar oud waren, gebaseerd op afwijkingen in een isotoop van neodynium. Caro's team stelt in plaats daarvan dat de rotsen 3,75 miljard jaar oud zijn - meer dan een half miljard jaar jonger - en dat de anomalieën eigenlijk overblijfselen zijn van de oude korst.

Rotsen worden routinematig gerecycled in de mantel. Ook al is hun vorm vernietigd, het is mogelijk om handtekeningen van het gesmolten materiaal te detecteren door zijn isotopische eigenschappen. Echter, ditzelfde proces maakt het ook moeilijk om ouder leven in de fossielen te detecteren, omdat de microfossielen door geologische activiteit kunnen worden vervormd.

Caro's studie, "Trage Hadean-geodynamica:bewijs van gekoppelde 146, 147Sm–142, 143e systematiek in Eoarchische supracrustale rotsen van het Inukjuak-domein (Québec), " werd eerder dit jaar gepubliceerd in Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

Korst wisselen

De resultaten kunnen zeer significant zijn gezien een impactgebeurtenis van 4,4 miljard jaar geleden, de tijd dat hij en andere wetenschappers suggereren dat de korst van de eerste generatie werd gevormd. Een wereld ter grootte van Mars stortte in op de aarde, het creëren van een ring van puin rond onze planeet die uiteindelijk samenvloeide in onze moderne maan. Deze botsing, hij wees erop, zou de mantel hebben gesmolten en een wereldwijde magma-oceaan hebben gecreëerd die vervolgens afkoelde, gestold en uiteindelijk genereerde de eerste aardkorst.

"Dit was het proces waarmee de eerste aardkorst werd geproduceerd, " zei hij. "De handtekening die we vonden was niet deze 4,4 miljard jaar oude rots, maar de handtekening erfde ervan na recycling."

Nog vreemder, het duurde 600 miljoen jaar om het materiaal te recyclen, een hoeveelheid tijd die aanzienlijk groter is dan het tijdsbestek van 100 miljoen jaar van de hedendaagse platentektoniek.

"Wat het betekent is dat de aarde zich in een trage platentektoniek bevond, of een stagnerende modus, zoals Venus, "Zei Caro. "Dit wordt vaak gesuggereerd door modellen van geodynamica, maar moeilijk aan te tonen door observatie."

De belangrijkste theorie achter deze traagheid is een hetere mantel, waardoor de subductie van de korst langzamer gaat, hij zei.

"Als je het verhaal wilt verbinden met de kwestie van het vroege leven, Ik denk dat je het zou kunnen bekijken onder de hoek van platentektoniek. Een aantal mensen heeft onlangs gesuggereerd dat platentektoniek een 'ingrediënt' van het leven is omdat het helpt het klimaatsysteem te reguleren door koolstof in de mantel te recyclen, ' zei Caro.

Hij voegde eraan toe dat het leven mogelijk is gevormd in een tijd dat de aardplatentektoniek niet zo actief was, die mogelijkheden voor leven zou kunnen openen op andere locaties in het heelal waar tektoniek niet-actief of slapend is, zoals Mars.

"Als onze interpretaties correct zijn, en de Hadeïsche aarde bevond zich in een stagnerend of traag tektonische regime, " zei Caro, "dan zou het impliceren dat het recyclen van aardkorst veel minder efficiënt was in de Hadean vergeleken met de huidige, en daarom ontstond dat leven op een planeet waar geochemische cycli en klimaat niet werden gereguleerd door platentektoniek zoals ze door een groot deel van de geschiedenis van de aarde zijn geweest.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.