Laut einem Bericht von ScienceDaily, der Forschungsergebnisse des GFZ Helmholtz-Zentrums Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum und seiner Partner zusammenfasst, hat die Analyse 3,3 Milliarden Jahre alter Kristalle überzeugende Hinweise auf eine weitaus dynamischere frühe Erde geliefert, als bisher angenommen.
Die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse legen nahe, dass Prozesse wie Subduktion und die Bildung kontinentaler Kruste bereits während oder kurz nach dem Hadaikum (der frühesten Äon der Erdgeschichte) stattfanden.
Dies verändert das Verständnis der geologischen Frühgeschichte unseres Planeten grundlegend.
Das Hadaikum, das den Zeitraum von vor etwa 4,6 bis 4,0 Milliarden Jahren umfasst, gilt nach wie vor als eines der rätselhaftesten Kapitel in der 4,5 Milliarden Jahre währenden Geschichte der Erde.
Es begann mit der Akkretion des Planeten und einer gewaltigen Kollision mit einem großen Himmelskörper, aus der der Mond hervorging und die das Erdinnere in einem geschmolzenen Zustand hinterließ.
Zwar stabilisierte sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren eine feste Kruste, doch über die darauffolgenden tektonischen Abläufe wurde lange debattiert.
Viele Modelle gingen von einer sogenannten „Stagnant-Lid“-Phase (Phase des ruhenden Deckels) aus, in der eine starre äußere Hülle ein nennenswertes Recycling der Erdoberfläche verhinderte, während Subduktion und Plattentektonik modernen Typs erst deutlich später einsetzten.
Neue Forschungsergebnisse aus dem ERC-Synergy-Grant-Projekt „Monitoring Earth Evolution through Time“ (MEET) stellen diese Sichtweise infrage.
Geochemiker untersuchten Strontium-Isotope und Spurenelemente, die in winzigen Schmelzeinschlüssen innerhalb 3,3 Milliarden Jahre alter Olivinkristalle aus der Weltevreden-Formation erhalten geblieben waren.
Diese mikroskopisch kleinen Einschlüsse aus urzeitlichem Magma gewähren seltene, direkte Einblicke in die chemischen Bedingungen von Erdmantel und Erdkruste in der Frühzeit.
Ergänzend dazu führten Geodynamik-Experten am GFZ komplexe Simulationen durch, um die geochemischen Signaturen mit großräumigen tektonischen Prozessen in Verbindung zu bringen.
Die Gesamtheit der Befunde deutet auf eine aktive Subduktion und ein beschleunigtes Wachstum kontinentaler Kruste hin, die weit früher stattfanden, als es viele Theorien zuließen.
„Die Ergebnisse legen nahe, dass weitverbreitete Subduktion und das Wachstum kontinentaler Kruste möglicherweise schon mehrere hundert Millionen Jahre früher begannen, als frühere Theorien annahmen“, so die Interpretation der Forscher auf Basis der zusammengeführten Daten.
Dies lässt auf eine weitaus dynamischere Welt im Hadaikum schließen, in der eine intensive Mantelkonvektion das Krustenrecycling vorantrieb, anstatt einer statischen Krustendecke.
Eine solch frühe Aktivität hätte tiefgreifende Auswirkungen auf die Entwicklung des Planeten gehabt und möglicherweise die Entstehung stabiler Kontinente, den Kohlenstoffkreislauf sowie die Bedingungen für die Entstehung des Lebens maßgeblich beeinflusst.
Obwohl die Olivinkristalle im Laufe von Jahrmillionen verändert wurden, bewahrten sie unveränderte Kerne, in denen diese entscheidenden Hinweise erhalten blieben.