Es ist Rekordmaterial der steinernen Art: Es gibt zwar noch ältere kristalline Einschlüsse in jüngeren Gesteinen – Zirkone aus Australien – doch bei den Gneisen, die am Acasta-Fluss in Kanada zu finden sind, handelt es sich Datierungen zufolge um das älteste bekannte handfeste Felsgestein. Die Rekord-Brocken der Formation – die sogenannten Idiwhaa Gneise – stammen demnach aus einer Zeit von vor 4,02 Milliarden Jahren.
Schon lange ist bekannt, dass diese Gesteine seltsame Merkmale aufweisen: Sie enthalten vergleichsweise helles, silikatreiches Material. Es ist aber bekannt, dass die Erdkruste im Zeitalter des Hadaikums hauptsächlich aus dunkelfarbigem silikatarmen Gesteinen bestand. Wie die seltsamen Idiwhaa Gneise entstanden sein könnten, war deshalb bislang ein Mysterium.
Seltsamen Merkmalen auf der Spur
Aus diesem Grund haben die Forscher um Tim Johnson von der Curtin University in Perth das prominente Gestein nun noch einmal genau unter die Lupe genommen. Im Rahmen ihrer Studie schlüsselten sie durch moderne Analyseverfahren die chemische Zusammensetzung des Materials auf. Anschließend führten sie Computer-Simulationen durch, die Rückschlüsse darauf ermöglichten, wie die speziellen Merkmale des Materials entstanden sein könnten.
Wie sie berichten, zeichnet sich ab: Das Gestein entstand durch teilweises Schmelzen des ursprünglichen Materials der Erdkruste bei sehr niedrigen Drücken – das heißt, in einer geringen Tiefe. “Um die nötigen 900 Grad Celsius bei solchen Druckbedingungen zu erzeugen, müssen drastische Effekte vorgelegen haben,“ sagt Johnson. Die plausibelste Erklärung für die intensive Hitzeeinwirkung ist ihm und seinen Kollegen zufolge ein Meteoriteneinschlag in die Erdkruste. Sie schätzen, dass die bombastische Gewalt aus dem All zum Schmelzen der Basalte in den obersten drei Kilometern der einstigen Erdkruste führte und damit die Entstehung der heute sichtbaren Gesteine hervorgerufen hat.
Als die Erde noch im Kreuzfeuer stand
Vor dem Hintergrund des wohl häufigen Beschusses der Erde durch Meteoriten in der wilden Jugendphase unseres Sonnensystems, könnten Gesteine wie die Acasta-Gneise einst häufig gewesen sein, sagen die Forscher. Im Verlauf der vier Milliarden Jahre hat die Plattentektonik dann aber vermutlich dazu geführt, dass sie wieder verschwanden. „Wir glauben, dass die Acasta-Gesteine die einzigen erhaltenen Zeugnisse der außerirdischen Einschlägen sind, die die ersten 600 Millionen Jahre der Geschichte unseres Planeten charakterisierten“, resümiert Johnson.
Quelle: Goldschmidt Conference, Nature Geoscience doi: 10.1038/s41561-018-0206-5
