Tussen 4,4 en 4,2 miljard jaar geleden verschenen de oceanen. Die bedekten de hele aardkorst. Maar wanneer rees het eerste land op boven de zeespiegel? Geologen uit Utrecht, Bergen (Noorwegen) en Münster (Duitsland) hebben nu het verschijnen van de eerste significante landmassa’s kunnen dateren op een zeer vroeg tijdstip: 3,7 miljard jaar geleden. “Dat is een miljard jaar eerder dan sommige andere schattingen, en slechts 800 miljoen jaar na het ontstaan van de Aarde.” Hun onderzoek verschijnt vandaag in het toonaangevende tijdschrift Nature Geoscience. Dit meldt de Universiteit Utrecht.
De geologen gebruikten een nieuwe methode om het moment te bepalen waarop de eerste landmassa’s ontstonden. Paul Mason, hoogleraar Gesteenteleer aan de Universiteit Utrecht en een van de betrokken onderzoekers, legt uit: “Terugkijken in de tijd naar het eerste land kunnen we niet, maar we kunnen wel de sporen daarvan vinden die zijn opgeslagen in oude gesteenten. We onderzochten mineralen die uit zeewater zijn neergeslagen en als het ware de informatie over die eerste stukken blootliggend land hebben opgeslagen.”
De vroegste bergketens op aarde waren zeer waarschijnlijk gevormd uit graniet, een gesteente met een relatief lage dichtheid dat gemakkelijk boven andere gesteenten op de zeebodem oprijst. Graniet is rijk aan het element rubidium, dat via radioactief verval een nieuwe isotoop van het element strontium kan maken. "Het strontium uit dit vervalproces kan uit het graniet eroderen door de interactie met regenwater en via rivieren worden afgevoerd naar zee, waar het zich mengt met natuurlijk achtergrondstrontium", vertelt Desiree Roerdink, hoofdauteur van het artikel, voormalig promovendus bij Mason in Utrecht en nu werkzaam aan de Universiteit van Bergen. "Aan de verhouding van strontiumisotopen in zeewater kunnen we vervolgens zien of deze afkomstig is van blootliggende granietrotsen. Met andere woorden, van land boven de zeespiegel.”
Mineraal bariet
Aangezien monsters van zeewater uit het verleden niet te vinden zijn, moesten de onderzoekers hun toevlucht zoeken tot een indirecte methode om dat zeewater te kunnen analyseren. “Wij keken daarom naar het mineraal bariet, dat zich vormt op de zeebodem. Bariet vangt het strontium uit het zeewater op en bevat daarmee een vingerafdruk van de isotopen die oorspronkelijk uit die eerste landmassa's spoelden.”
De onderzochte mineralen zijn gedurende 3,5 miljard jaar in ongewijzigde staat bewaard gebleven. Je vindt ze terug in het huidige Zuid-Afrika, India en Australië. “Dat wil niet zeggen dat daar dus ook de oudste landmassa’s liggen, alleen dat die gebieden de sporen van die oude gesteenten herbergen”, vertelt Roerdink. “De aardkorst is namelijk voortdurend aan verandering onderhevig. Continenten verschuiven, verdwijnen of ontstaan, en een stuk rots dat je nu ergens aantreft is misschien wel ooit ontstaan aan de andere kant van de Aarde.”
Eilandjes
“Let wel, we praten hier over de oudste teruggevonden sporen van land”, nuanceert Mason. “Dat betekent dus niet dat er niet al eerder land boven zeeniveau was. Misschien lagen er langer dan 3,7 miljard jaar geleden ook wel eilandjes in de oceanen, maar waren die gewoon te klein om sporen na te laten nadat ze erodeerden en verdwenen.”
“De datering van de eerste landmassa’s levert ons ook cruciale informatie over het ontstaan van leven op aarde”, voegt Roerdink toe. “Door de erosie van die gesteenten werden de oceanen voorzien van essentiële voedingsstoffen, zoals fosfor. De geologische en biologische evolutie op de vroege Aarde waren dus nauw met elkaar verbonden.”
Door: Nationale Onderwijsgids
