Zazwyczaj w tym celu analizie poddaje się minerały węglanowe ze skał osadowych, wydobywane z dna oceanów. Niestety – minerały te są po pierwsze wyjątkowo trudne do znalezienia, a po drugie - rzadko są w wystarczająco nienaruszonym stanie, aby można je było poddać analizie. 

Teraz zespół naukowców z Uniwersytetu w Bergen w Norwegii opracował nowy sposób datowania starożytnych fragmentów skorupy ziemskiej i przeprowadził pierwsze badania. Zgodnie z ich wynikami, prawdopodobnie wcześniej błędnie ocenialiśmy wiek kontynentów - pomyliliśmy się o około pół miliarda lat.

Wyniki swojej pracy zespół przedstawił 26 kwietnia na wirtualnej konferencji Europejskiej Unii Nauk o Ziemi (EGU) 2021. W badaniu poddano analizie minerał zwany barytem - minerał z gromady siarczanów, będący połączeniem soli oceanicznej i baru uwalnianego przez wulkaniczne otwory wentylacyjne. Wyniki analizy dały dowody na to, że skorupa kontynentalna Ziemi liczy sobie co najmniej 3,7 miliarda lat, co oznacza, że jest znacznie starsza niż wskazywały poprzednie szacunki.

– To ogromny skok w przeszłość. Ma to wpływ na zmianę sposobu, w jaki do tej pory myśleliśmy o ewolucji życia – powiedziała geochemiczka Desiree Roerdink, główna autorka badań.

Baryt tworzy się głęboko pod wodą, gdzie z hydrotermalnych otworów wentylacyjnych w dnie morskim wydziela się gorąca, bogata w składniki odżywcze woda. Dlaczego więc te skały morskie są przydatne do badania skorupy kontynentalnej? Zdaniem naukowców, kontynenty i oceany mają długą historię wymiany substancji odżywczych, a baryty są doskonałymi „rejestratorami” tej wymiany. 

– Skład kawałka barytu, który jest na Ziemi od 3,5 miliarda lat jest teraz dokładnie taki sam, jak wtedy, gdy się wytrącił. Przyglądając się procesom zachodzącym na wczesnej Ziemi, stał się świetnym rejestratorem – mówi Roerdink

Kluczowym procesem jest tutaj wietrzenie - rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał wskutek działania energii słonecznej, powietrza, wody i organizmów. Ponieważ kontynenty w naturalny sposób „zużywają się” z biegiem czasu, wylewają składniki odżywcze do sąsiednich mórz. Składniki te z kolei sprzyjają życiu w morzach. Badanie opublikowane w lutym na łamach Science wykazało, że kiedy skorupa kontynentalna Ziemi przestała rosnąć na okres około miliarda lat, ewolucja życia również nagle spowolniła.

Jednym z pierwiastków, który przedostaje się do oceanu ze skorupy kontynentalnej, jest stront. Mierząc stosunek dwóch izotopów (czyli wersji pierwiastków) strontu w sześciu różnych złożach barytu, naukowcy obliczyli wiek tych minerałów. Okazało się, że miały od 3,2 miliarda do 3,5 miliarda lat. Ale na tym historia się nie kończy, bo na podstawie analizy zespół wywnioskował również, jak dawno starożytne kontynenty zaczęły uwalniać stront do oceanów, gdzie ostatecznie uformował się baryt. Ten proces wietrzenia prawdopodobnie rozpoczął się około 3,7 miliarda lat temu – ustalono. 

Oznacza to, że 3,7 miliarda lat temu istniały już dobrze ugruntowane kontynenty. To pół miliarda lat wcześniej, niż szacowano wcześniej na podstawie analizy minerałów węglanowych. Naukowcy stwierdzili, że ich ustalenia mają istotne znaczenie dla badania ewolucji życia w oceanie, które rozwijało się dzięki uwalnianym przez skorupę kontynentów składnikom odżywczym. Potwierdzenie tej tezy wymaga jednak dodatkowych badań.