Dünya yaklaşık 4.6 milyar yıl önce, Hadaan olarak bilinen jeolojik eon sırasında oluştu. “Hadean” adı, o zamanlar gezegeni karakterize eden aşırı ısıyı yansıtan yeraltı dünyasının Yunan tanrısından gelir.
4.35 milyar yıl önce Dünya, ilk kabuğun biçimlendirmesi ve hayatın ortaya çıkması için yeterince soğumuş olabilir.
Bununla birlikte, o zamandan itibaren kayalar ve mineraller son derece nadir olduğu için, Dünya tarihinin bu erken bölümü hakkında çok az şey bilinmektedir. Korunmuş jeolojik kayıtların eksikliği, Hadean Eon sırasında Dünya’nın nasıl göründüğünü yeniden yapılandırmayı zorlaştırıyor ve en erken evrimi hakkında birçok soru cevapsız.
Dünyadaki bilinen en eski kayaların kuzey Québec’te bulunduğunu doğrulayan bir araştırma ekibinin parçasıyız. Dört milyar yıldan fazla bir süre önce, bu kayalar gezegenimizin kökenlerine nadir ve paha biçilmez bir bakış sunuyor.
Hadaan eon’dan kalır
Hadean eon, 4,6 milyar yıl önce Dünya’nın oluşumundan yayılan ve yaklaşık 4.03 milyar yıl önce sona eren jeolojik zaman ölçeğinin ilk periyodudur.
Bilim adamları tarafından tarihlendirilen en eski karasal malzemeler, Batı Avustralya’da keşfedilen son derece nadir zirkon mineralleridir. Bu zirkonlar 4.4 milyar yıl önce kuruldu ve ev sahibi kayaları aşınırken, zirkonların dayanıklılığı uzun süre korunmalarına izin verdi.
Bu zirkon minerallerinin çalışmaları bize Hadean çevresi ve dünyanın en eski kabuğunun oluşumu ve evrimi hakkında ipuçları verdi. Zirkonların kimyası, eski bir okyanusun dibinde biriken tortuların erimesi ile üretilen magmalarda oluştuklarını ileri sürüyor. Bu, zirkonların Hadean eon’un hızla soğuduğunun ve sıvı su okyanuslarının erkenden oluştuğunu kanıtladığını göstermektedir.
Hadean Zirkonları ile ilgili diğer araştırmalar, Dünya’nın en eski kabuğunun mafik (magnezyum ve demir açısından zengin) olduğunu gösteriyor. Ancak yakın zamana kadar, bu kabuğun varlığı doğrulanmaya devam etti.
2008 yılında, bizden biri tarafından yönetilen bir çalışma – profesör Jonathan O’Neil (daha sonra bir McGill Üniversitesi doktora öğrencisi) – bu eski kabuğun kayalarının kuzey Québec’te korunduğunu ve Hadaan’ın bilinen tek izi olduğu tespit edildi.
O zamandan beri, bu kayaların yaşı – Nuvvuagittuq Greenstone kuşağında bulunan – tartışmalı ve devam eden bilimsel tartışmalara konu oldu.
‘Büyük, eski katı kaya’
Nuvvuagittuq Greenstone Kemeri, Québec’in en kuzey bölgesinde, 55. paralelin üzerindeki Nunavik bölgesinde yer almaktadır. Orada kayaların çoğu, magnezyum ve demir bakımından zengin metamorfize volkanik kayalardır. Kemerdeki en yaygın kayalara, Inuktitut’taki “büyük eski katı kaya” anlamına gelen Ujaraaluk kayaları denir.
Neodimyum-142’deki varyasyonlar tespit edildikten sonra 4.3 milyar yaş önerildi, sadece Samaryum-146’nın radyoaktif bozulması yoluyla Hadean sırasında üretilen bir izotop. Samaryum ve neodimyum izotop bollukları arasındaki ilişki daha önce meteoritler ve ay kayaları tarihine kadar kullanılmıştı, ancak 2008’den önce Dünya kayalarına hiç uygulanmamıştı.
Bununla birlikte, bu yorum, bazıları kemer içinde zirkonları inceleyen ve en fazla 3,78 milyar yıl daha genç bir yaş önererek kayaları Archean eon’a yerleştiren birkaç araştırma grubu tarafından meydan okundu.
Hadan Çağını Onaylamak
2017 yazında, antik kayalara daha yakından bakmak için Nuvvuagittuq kemerine döndük. Bu kez, bağımsız yaş kısıtlamaları elde etmeyi umarak Ujaraaluk Kaya Formasyonu’nda kesilen müdahaleci kayalar topladık. Bu yeni incelenen metagabbrosların Ujaraaluk kayalarında izinsiz girmesi, ikincisinin daha yaşlı olması gerektiği anlamına gelir.
Proje, bize sahaya katılan Ottawa Üniversitesi’nde Master’ın öğrencisi Chris Sole tarafından yönetildi. Laboratuvara geri döndükten sonra Fransız jeokronolog Jean-Louis Paquette ile işbirliği yaptık. Buna ek olarak, projeye iki lisans öğrencisi – David Benn (Ottawa Üniversitesi) ve Joeli Plakholm (Carleton Üniversitesi) katıldı.
Saha gözlemlerimizi petroloji, jeokimya, jeokronoloji ile birleştirdik ve metamorfik kayalar haline gelmeden önce magmatik kayaların mutlak yaşlarını değerlendirmek için kullanılan iki bağımsız samaryum-neodymiyum yaş tarihleme yöntemleri uyguladık. Her iki değerlendirme de aynı sonucu verdi: müdahaleci kayalar 4.16 milyar yaşında.
En eski kayalar
Bu metagabbros Ujaraaluk oluşumunu kestiğinden, Ujaraaluk kayaları daha da yaşlı olmalı, onları Hadean eon’a sıkıca yerleştirmelidir.
Hadaan’ın tek korunmuş kayaları olan Nuvvuagittuq kayalarını incelemek, gezegenimizin en eski tarihi hakkında bilgi edinmek için eşsiz bir fırsat sunuyor. İlk kıtaların nasıl oluştuğunu ve Dünya’nın çevresinin nasıl ve ne zaman yaşanabilir hale geldiğini anlamamıza yardımcı olabilirler.
