»Chokerende«: Geologer finder materiale ældre end Månen
En urgammel del af Jordens inderste kappe har set dagens lys. Stenmaterialet er mere end 4,5 milliarder år gammelt og er langt det ældste, man nogensinde har fundet på Jorden.

Området med verdens ældste stenmateriale kan give forskerne viden om, hvordan og hvornår Jordens kerne formede sig. (Foto: Don Francis)

Området med verdens ældste stenmateriale kan give forskerne viden om, hvordan og hvornår Jordens kerne formede sig. (Foto: Don Francis)

 

Geologer fra Canada og USA har fundet materiale, der stammer helt tilbage fra Jordens tidligste barndom for mere end 4,5 milliarder år siden. Det er det ældste materiale, man nogensinde har fundet nogle steder på Jorden - inklusive Grønland, som ellers er verdensberømt for sin ældgamle geologi.

Det fremgår af en artikel i det anerkendte, videnskabelige tidsskrift Science.

Resultatet er opsigtsvækkende, fordi forskerne tilsyneladende har taget prøver af bjergarter, der er dannet af klippemateriale fra den del af solsystemets historie, hvor Jorden stadig var ved at vokse sig stor og endnu ikke var stødt sammen med en anden protoplanet i den kollision, der resulterede i Månens dannelse.

»En del af Jordens kappe – altså det stenmateriale, der sidder uden om kernen – har ligget isoleret derinde igennem hele Jordens historie og overlevet det månedannende sammenstød,« fortæller Tais W. Dahl, der er adjunkt på Statens Naturhistoriske Museum under Københavns Universitet. Han er ekspert i Jordens udviklingshistorie, og på opfordring fra Science har han kommenteret det nye fund i en selvstændig artikel i samme nummer af tidsskriftet.

Fakta

Den udgave (isotop) af grundstoffet hafnium, der har 182 kernepartikler og derfor kaldes hafnium-182, dannes i supernovaeksplosioner. Supernovaer gav stof til solsystemet, som derfor rummede hafnium-182 fra starten. Via tantal-182 henfalder hafnium-182 til wolfram-182 med en halveringstid på 8,9 millioner år.

»Det må være blevet isoleret inden for de første 30 millioner år af solsystemets historie. Det er helt nyt og chokerende.«

Jordens indre skal nytænkes

»Vi ved ikke præcis, hvornår Månen blev dannet, men et godt bud er for 4,51 milliarder år siden. Og disse prøver har et højere indhold af wolfram-182 end de månesten, Apollo-astronauterne tog med hjem, så prøverne må være ældre end Månen,« siger Tais W. Dahl.

»Det er tankevækkende, at der er dele af kappen, der har overlevet det gigantiske sammenstød mellem to planeter. Men det er det, forskningsresultatet peger på.«

Det er også overraskende, at en del af Jordens kappe har været isoleret i hele Jordens historie, upåvirket af det voldsomme sammenstød, der gav os Månen, og af de bevægelser, der har været i Jordens indre.

Helt inde ved Jordens kerne har klippematerialer ligget isoleret i milliarder af år i zoner, som geologerne kalder 'low-shear velocity provinces'. Ved vulkanudbrud blev magma helt hernedefra bragt op til overfladen. (Illustration: Tais W. Dahl/Science)

»Det handler helt grundlæggende om Jordens fysik. Jordens indre dynamik ser ud til være anderledes, end vi hidtil havde antaget. Det betyder noget for den måde, planeter dannes på, og hvordan kappemateriale cirkulerer i dem,« fortsætter Tais W. Dahl.

 

Wolfram røber alderen

Geologerne har målt et overraskende højt indhold af wolfram-182 i basalt – en vulkansk bjergart – der stammer fra den lille ø, Padloping i Baffinbugten mellem Canada og Grønland, samt fra havbunden i Stillehavet tæt på Java.

De kan kun forklare det høje indhold af wolfram-182 med, at basalten kommer fra et stykke af Jordens kappe, der har været isoleret og ikke er blevet blandet med andre bjergarter, siden Jorden blev dannet, forklarer Tais W. Dahl:

»Det specielle ved den wolfram-isotop er, at den dannes ved henfald af hafnium-182, som kun henfaldt de første 50 millioner år af solsystemets historie. Så når de har fundet ekstra wolfram-182 i deres prøver, så må de være dannet for godt 4,5 milliarder år siden og ikke senere opblandet med resten af kappen.«

 

Ældgammel magma blev til ny jordskorpe

Geologerne fandt de urgamle materialer i vulkanske aflejringer i det nordøstlige Canada (billedet) og i boreprøver fra havbunden ud for Java. (Foto: Don Francis)

Selve det basalt, der er fundet højt indhold af wolfram-182 i, er nu ikke så gammelt, for det har kun befundet sig ved Jordens overflade i henholdsvis 60 og 120 millioner år.

»Det er relativt unge bjergarter, men deres kilde kan være noget, der ligger meget dybt – et lag helt nede i bunden af kappen, tættest på kernen. Det materiale har overlevet kappens dynamik, altså for eksempel når pladetektonikken skubber store plader på overfladen dybt ned i kappen og rører rundt i den, i 4,5 milliarder år.«

Forskerne bag det nye resultat foreslår, at der er nogle zoner dybt nede i kappen, som er kilden til det vulkanske materiale. Zonerne kaldet 'low-shear velocity provinces' kan detekteres i seismogrammer, når jordskælv sender bølger gennem Jorden.

 

Resultatet vil vække opsigt

Ved vulkansk aktivitet inden for de seneste par hundrede millioner år er magma fra ekstremt dybe magmakamre, der rækker hele vejen ned til Jordens kerne næsten 3.000 km nede, blevet hentet op til overfladen og er endt som basalt ved Canada og Java. Før da havde de fået lov til at være i fred, lyder teorien altså.

»Resultatet skal nok skabe røre i andedammen. Ikke alle vil være overbeviste. Der er ikke mange data, og der er blevet analyseret prøver fra samme områder før, hvor man ikke har fundet dette signal. Så både de gamle og de nye prøver bør analyseres igen. Der er stadig et stort stykke arbejde, der skal gøres,« siger Tais W. Dahl og slutter:

»Men perspektivet er jo, at vi kan få mere at vide om, hvordan Jordens kerne blev dannet, og hvordan Jordens indre dynamik har været.«

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk