หินที่เก่าแก่ที่สุด


หินที่เก่าแก่ที่สุดที่ก่อตัวขึ้นบนโลกซึ่งเป็นกลุ่มแร่ธาตุที่ไม่ถูกกัดกร่อนหรือหลอมละลายในภายหลัง มีอายุมากกว่า 4 พันล้านปี ก่อตัวขึ้นในช่วงยุคเฮเดียน ในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกและเป็นจุดเริ่มต้นของ ยุค อาร์เคียน ซึ่งกำหนดให้เริ่มต้นด้วยการก่อตัวของหินที่สมบูรณ์ที่สุดที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก
หินยุคอาร์เคียนปรากฏอยู่บนพื้นผิวโลกในสถานที่เพียงไม่กี่แห่ง เช่น ใน เขต หินแข็งของแคนาดา ออสเตรเลีย และแอฟริกาอายุของหินเฟลซิกเหล่านี้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 2.5 ถึง 3.8 พันล้านปี อายุโดยประมาณมีค่าความคลาดเคลื่อนหลายล้านปี ในปี 1999 หินที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักบนโลกมีอายุ 4.031 ±0.003 พันล้านปี และเป็นส่วนหนึ่งของหินไนส์อะคาสตาของสเลฟเครตันในแคนาดาตะวันตกเฉียงเหนือ[ 1 ]นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมคกิลล์พบหินที่มีอายุตามแบบจำลอง ที่เก่ามาก สำหรับการสกัดจากเนื้อโลก (3.8 ถึง 4.28 พันล้านปีก่อน) ในแถบหินสีเขียวนูฟวู อากิตตุค บนชายฝั่ง อ่าว ฮัดสันทางตอนเหนือของควิเบก [ 2 ] อายุที่แท้จริงของตัวอย่างเหล่านี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน และอาจมีอายุใกล้เคียงกับ 3.8 พันล้านปีมากกว่า[ 3 ]ผลึกของแร่เซอร์คอน มีอายุเก่ากว่าหินเหล่านี้ ซึ่งสามารถคงอยู่ได้แม้หินต้นกำเนิดจะแตกตัวออก และพบและกำหนดอายุได้ในหินที่อายุน้อยกว่า
ในเดือนมกราคม 2019 นักวิทยาศาสตร์ของ NASAรายงานการค้นพบหินโลกที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จัก ซึ่งพบบนดวงจันทร์นักบิน อวกาศ Apollo 14ได้นำหินหลายก้อนกลับมาจากดวงจันทร์ และต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ระบุว่าเศษหินจากหินที่ชื่อเล่นว่าBig Bertha ซึ่งนักบินอวกาศ Alan Shepardเลือกนั้นมี "เศษหินจากโลกเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน" เศษหินดังกล่าวประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์และเซอร์คอน ซึ่งพบได้ทั่วไปบนโลก แต่พบได้น้อยมากบนดวงจันทร์[ 4 ]เม็ดแร่ก่อนยุคสุริยะในอุกกาบาตนั้นเก่าแก่กว่าระบบสุริยะโดยเม็ดแร่บางส่วนที่สกัดจากอุกกาบาต Murchisonมีอายุราว 7 พันล้านปี[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
หินที่เก่าแก่ที่สุดตามประเภท
−4500 — – — – −4000 — – — – −3500 — – — – −3000 — – — – −2500 — – — – −2000 — – — – −1500 — – — – −1000 — – — – -500 — – — – 0 — |
| |||||||||||||||||||||||||
( ล้านปีก่อน ) | ||||||||||||||||||||||||||
วัตถุบนโลกที่เก่าแก่ที่สุด
วัสดุที่เก่าแก่ที่สุดที่มีต้นกำเนิดจากพื้นดินที่ได้รับการกำหนดอายุคือ แร่ เซอร์คอนที่มีอายุ 4.404 ±0.008 พันล้านปีซึ่งถูกฝังอยู่ในหินทรายคอนกลอเมอเรตที่ผ่านการแปรสภาพ ในJack Hillsของเขต Narryer Gneissในออสเตรเลียตะวันตก[ 8 ]เซอร์คอนที่มีอายุ 4.404 ±0.008 พันล้านปีนี้เป็นค่าผิดปกติเล็กน้อย โดยเซอร์คอนที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการกำหนดอายุอย่างสม่ำเสมอมีอายุใกล้เคียงกับ 4.35 พันล้านปี[ 8 ]เซอร์คอนนี้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มเซอร์คอนภายในคอนกลอเมอเรตที่ผ่านการแปรสภาพ ซึ่งเชื่อว่าถูกสะสมเมื่อประมาณ 3.060 พันล้านปี ซึ่งเป็นอายุของเซอร์คอนตะกอนที่อายุน้อยที่สุดในหิน การพัฒนาล่าสุดในการถ่ายภาพอะตอมโพรบทำให้สามารถจำกัดอายุของเซอร์คอนทวีปที่เก่าแก่ที่สุดได้มากขึ้น โดยอายุล่าสุดที่ระบุไว้คือ 4.374 ±0.006 พันล้านปี[ 9 ]
นัก วิทยาศาสตร์ของ NASAรายงานการค้นพบหินโลกที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จักบนดวงจันทร์เมื่อเดือนมกราคม 2019 นักบินอวกาศApollo 14 ได้นำหินหลายก้อนจากดวงจันทร์กลับมา และต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้ระบุว่าเศษหินก้อนหนึ่งซึ่งมีชื่อเล่นว่า Big Bertha นั้นประกอบด้วย "เศษหินจากโลกเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน" เศษหินดังกล่าวประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์และเซอร์คอนซึ่งพบได้ทั่วไปบนโลก แต่พบได้น้อยมากบนดวงจันทร์[ 4 ]
หินก่อตัวที่เก่าแก่ที่สุดของโลก
จากงานวิจัยล่าสุด การก่อตัวของหินโผล่ที่เก่าแก่ที่สุด อาจเป็นส่วนหนึ่งของแนวหินสีเขียวอิซัว (Isua Greenstone Belt) , กลุ่ม หินไนส์นาร์เรียร์ (Narryer Gneiss terrane ) , แนวหินสีเขียวนูฟวูอากิตตุค ( Nuvvuagittuq Greenstone Belt) , กลุ่มหินเนเปียร์ ( Napier Complex ) หรือ กลุ่มหินไน ส์ อะคาสตา ( Acasta Gneiss) (บน แผ่นเปลือกโลกสเลฟ (Slave Craton )) ความยากลำบากในการกำหนดตำแหน่งให้กับกลุ่ม หินไนส์กลุ่ม ใดกลุ่มหนึ่งโดยเฉพาะนั้น มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าหินไนส์ทั้งหมดมีการเสียรูปอย่างมาก และหินที่เก่าแก่ที่สุดอาจปรากฏเพียงแค่ร่องรอยของแร่ธาตุในหินไมโลไนต์ซึ่งแสดงถึงชั้นตะกอนหรือแนวหินอัคนี เก่า การค้นหาหรือทำแผนที่บริเวณนี้อาจทำได้ยาก ดังนั้น วันที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้มาจึงเกิดจากความบังเอิญในการเก็บตัวอย่างมากกว่าความเข้าใจในตัวหินเอง
ดังนั้นจึงยังเร็วเกินไปที่จะกล่าวอ้างว่าหินเหล่านี้ หรือแม้แต่หินไนส์ยุคเฮเดียนอื่นๆ เป็นหินหรือชั้นหินที่เก่าแก่ที่สุดบนโลกอย่างแน่นอน การวิเคราะห์ใหม่ๆ จะยังคงเปลี่ยนแปลงแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างและธรรมชาติของเศษทวีปโบราณเหล่านี้ต่อไป
อย่างไรก็ตามแครตอน ที่เก่าแก่ที่สุด บนโลก ได้แก่แครตอน Kaapvaal , เทอร์เรน Western Gneiss ของแครตอน Yilgarn (~2.9 – >3.2 Ga ), แครตอน Pilbara (~3.4 Ga) และบางส่วนของโล่ Canadian (~2.4 – >3.6 Ga) บางส่วนของแครตอน Dharwarในอินเดียมีอายุมากกว่า 3.0 Ga หินที่เก่าแก่ที่สุดที่มีการกำหนดอายุของโล่ Balticมีอายุ 3.5 Ga [ 10 ]
การก่อตัวเก่าแก่อื่นๆ ได้แก่ กลุ่มหินไนส์ Uviak ซึ่งมีอายุ 3.9 พันล้านปี[ 11 ]พื้นที่ Anshan ซึ่งมีอายุ 3.8 พันล้านปีกลุ่มหินไนส์ Itsaq (Isua)ซึ่งมีอายุ 3.7-3.8 พันล้านปี และกลุ่มหินไนส์โบราณ ซึ่งมีอายุ 3.6 พันล้านปี
หินที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก
หินไนส์อะคาสตาในโล่แคนาดาในเขตดินแดนตะวันตกเฉียงเหนือของแคนาดา ประกอบด้วยแกนหินอัคนี และ หิน ไนส์ ยุคอาร์เคียน ของเทือกเขาโบราณที่ถูกเปิดเผยในที่ราบธารน้ำแข็งการวิเคราะห์เซอร์คอนจากออร์โธไนส์เฟลซิกที่มีต้นกำเนิดเป็นหินแกรนิตที่สันนิษฐานไว้ ให้ผลลัพธ์อายุ 4.031 ±0.003 พันล้านปี[ 1 ]
เมื่อวันที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2551 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย McGill , สถาบันวิทยาศาสตร์ CarnegieและUQAMได้ประกาศว่าแนวหินNuvvuagittuq greenstone beltซึ่งปรากฏอยู่บนชายฝั่งตะวันออกของอ่าวฮัดสันทางตอนเหนือของควิเบกมีอายุตามแบบจำลอง Sm–Nd สำหรับการสกัดจากเนื้อโลกที่ 4.28 พันล้านปี[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]อย่างไรก็ตาม มีการโต้แย้งว่าอายุที่แท้จริงของการก่อตัวของหินนี้ ซึ่งแตกต่างจากการสกัดแมกมาจากเนื้อโลก น่าจะใกล้เคียงกับ 3.8 พันล้านปี ตามที่ Simon Wilde จากสถาบันวิจัยธรณีศาสตร์ในออสเตรเลียกล่าว[ 3 ]
เซอร์คอนยุคเฮเดียนจากเนินเขาแจ็ค ทางตะวันตกของออสเตรเลีย
เซอร์คอนจากเนินเขาแจ็คฮิลส์ ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย มีอายุ 4.404 พันล้านปี ซึ่งตีความได้ว่าเป็นอายุของการตกผลึก เซอร์คอนเหล่านี้ยังแสดงคุณลักษณะอีกอย่างหนึ่ง คือ องค์ประกอบไอโซโทปของออกซิเจนได้รับการตีความว่าบ่งชี้ว่าเมื่อกว่า 4.4 พันล้านปีก่อน มีน้ำอยู่บนพื้นผิวโลกแล้ว ความสำคัญและความถูกต้องของการตีความเหล่านี้กำลังเป็นหัวข้อถกเถียงทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน อาจเป็นไปได้ว่าไอโซโทปของออกซิเจนและคุณลักษณะองค์ประกอบอื่นๆ ( ธาตุหายาก ) บันทึกการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนใต้ดินของเซอร์คอนเมื่อไม่นานมานี้ มากกว่าองค์ประกอบของแมกมาในขณะที่เกิดการตกผลึกครั้งแรก[ 16 ]ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารEarth and Planetary Science Lettersทีมของนักวิทยาศาสตร์เสนอว่าทวีปหินและน้ำเหลวมีอยู่เมื่ออย่างน้อย 4.3 พันล้านปีก่อน และถูกกัดเซาะอย่างหนักโดยสภาพอากาศที่รุนแรง การใช้ไมโครโพรบไอออนเพื่อวิเคราะห์อัตราส่วนไอโซโทปของธาตุลิเธียมในเซอร์คอนจากแจ็คฮิลส์ในออสเตรเลียตะวันตก และเปรียบเทียบร่องรอยทางเคมีเหล่านี้กับองค์ประกอบลิเธียมในเซอร์คอนจากเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและหินดั้งเดิมที่คล้ายกับเนื้อโลก พวกเขาพบหลักฐานว่าดาวเคราะห์อายุน้อยมีจุดเริ่มต้นของทวีป อุณหภูมิที่ค่อนข้างเย็น และน้ำเหลวแล้วในขณะที่เซอร์คอนของออสเตรเลียก่อตัวขึ้น[ 17 ]
หินนอกโลก

หนึ่งในอุกกาบาตจากดาวอังคาร ที่เก่าแก่ที่สุด ที่พบในโลกคือAllan Hills 84001ซึ่งวัดได้ว่าตกผลึกจากหินหลอมเหลวเมื่อ 4.091 พันล้านปีก่อน[ 18 ]
หินGenesis (ตัวอย่างดวงจันทร์หมายเลข 15415) ที่นักบินอวกาศ เก็บได้จาก ดวงจันทร์ ระหว่างภารกิจ Apollo 15มีอายุ 4.08 พันล้านปี[ 19 ]ในระหว่าง ภารกิจ Apollo 16ได้มีการนำหินที่มีอายุมากกว่า รวมถึงตัวอย่างดวงจันทร์หมายเลข 67215 ซึ่งมีอายุ 4.46 พันล้านปี กลับมายังโลก[ 20 ]
อุกกาบาตบางประเภทมีอายุมากกว่าโลก โดยก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะยุคแรกก่อนที่ กระบวนการ ก่อตัวของดาวเคราะห์จะเสร็จสมบูรณ์ อุกกาบาต Northwest Africa 11119 (NWA 11119) ได้รับการกำหนดอายุไว้ที่ 4.5648 ± 0.0003 พันล้านปี[ 21 ]
ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งบางส่วนภายในอุกกาบาตมีอายุมากกว่าหินโดยรอบส่วนประกอบที่อุดมไปด้วยแคลเซียม-อะลูมิเนียม (CAIs) ในอุกกาบาตเป็นของแข็งที่เก่าแก่ที่สุดที่ก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะดังนั้นจึงมักใช้ในการกำหนดวันที่ก่อตัวเป็น 4567.30 ± 0.16 ล้านปี[ 22 ] [ 23 ]เม็ดก่อนระบบสุริยะมีอายุเก่าแก่กว่านั้นอีก พวกมันก่อตัวขึ้นในตัวกลางระหว่างดาวและมีอายุก่อนการก่อตัวของระบบสุริยะ เม็ดก่อนระบบสุริยะบางส่วนที่สกัดจากอุกกาบาตเมอร์ชิสันได้รับการกล่าวอ้างว่ามีอายุ 7 พันล้านปี[ 6 ] [ 7 ]
ดูเพิ่มเติม
- อายุของโลก – การหาอายุของโลกด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์
- สิ่งมีชีวิตรูปแบบแรกสุดที่รู้จักกัน
- ประวัติศาสตร์ของโลก – บันทึกการกำเนิดของโลก
- ลำดับเวลาของธรรมชาติ
บรรณานุกรม
- Zircon are Forever Archived 2007-04-12 at the Wayback Machine
- "แจ็ค ฮิลส์ แห่งรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย"ห้องข่าวของ NASA Earth Observatoryเก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2006-10-01 เรียกดูเมื่อ2006-04-28
- Bowring, SA และ Williams, IS, 1999. หินออร์โธไนส์ยุค Priscoan (4.00–4.03 พันล้านปี) จากภาคตะวันตกเฉียงเหนือของแคนาดา Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 134, 3–16.
- Stern, RA, Bleeker, W., 1998. อายุของหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกได้รับการปรับปรุงโดยใช้ SHRIMP ของแคนาดา กลุ่มหินไนส์ Acasta เขตดินแดนตะวันตกเฉียงเหนือ ประเทศแคนาดา Geoscience Canada, เล่ม 25, หน้า 27–31
- Yu A., Lee CD และHalliday, AN ระบบลูเทเซียม-แฮฟเนียมและยูเรเนียม-ตะกั่วของเม็ดเซอร์คอนเดี่ยวในยุคอาร์เคียนตอนต้น-กลางการประชุมประจำปีโกลด์ชมิดต์ครั้งที่เก้า2
ลิงก์ภายนอก
- เพชรสังเคราะห์เซอร์คอนเก่าแก่จากออสเตรเลียที่มีเรื่องราวให้เล่าขาน (เก็บถาวรเมื่อ 27 มิถุนายน 2009 ที่Wayback Machine)
- บนหินไนส์อะคาสตา
- บทคัดย่อและเนื้อหาฉบับเต็มของผลการวิจัยของโอ'นีล ที่ตีพิมพ์ในวารสารScience