Zo’n vier miljard jaar geleden, toen de aarde nog maar een half miljard jaar oud was, zweefden er grote stenen door het binnenste deel van ons zonnestelsel.
Sommige kwamen in de baan van de aarde terecht en sloegen als meteorieten in op het jonge oppervlak van de planeet, die toen inmiddels zijn eerste stabiele continentale platen had gevormd.
De inslagkraters legden de basis voor veel van de huidige continenten.
Nieuw bewijs voor oude theorie
De vorming van de continenten is altijd een mysterie geweest voor geologen, vooral omdat de aarde de enige bekende planeet is met continenten.
En de theorie dat ze door meteorieten zijn gevormd, circuleert al tientallen jaren.
Nu is die mogelijk definitief bewezen door onderzoekers van de School of Earth and Planetary Sciences van Curtin University, die hun bevindingen publiceerden in Nature.
Meteorietenregen vormde kristallen
De eerste stabiele continenten worden kratons genoemd. Men denkt dat deze tijdens het zware bombardement van meteorieten aan elkaar zijn gesmeed.
Een van de best bewaarde kratons is het Pilbarakraton in Australië, en zirkoonkristallen die daar gevonden zijn, bevatten bewijzen van de oude inslagen.
Foto van het Pilbarakraton in West-Australië, een van de oudste delen van de aardkorst. Kratons zijn oeroude continenten die de kern vormen van onze huidige continenten. In dit gebied zijn de zirkoonkristallen gevonden die getuigen van meteorietinslagen.
‘Door minuscule kristallen van het mineraal zirkoon te onderzoeken in gesteente uit het Pilbarakraton in West-Australië, een van de best bewaarde overblijfselen van oude aardkorst, vonden we bewijs voor deze enorme meteorietinslagen,’ zegt hoogleraar Tim Johnson, een van de onderzoekers, in een persbericht.
De onderzoekers namen 26 gesteentemonsters, die allemaal zirkoonfragmenten bevatten. Ze werden gedateerd op 3,6 tot 2,9 miljard jaar oud, wat klopt met de tijd van de grote meteorieten.
Het team bestudeerde isotopen (verschillende varianten van hetzelfde element) van zuurstof in de kristallen. Ze keken in het bijzonder naar de verhouding tussen zuurstof-18 en zuurstof-16, dat tussen de 10 en 8 neutronen heeft.
Zirkoon is een extreem hard silicaatmineraal. Dankzij die hardheid hebben paleogeologen kristallen gevonden van meer dan vier miljard jaar oud. Daarmee kunnen ze de ouderdom van gesteentefragmenten bepalen.
Die gegevens worden in de paleogeologie gebruikt om de vormingstemperatuur te bepalen van het gesteente waaruit de isotopen afkomstig zijn. Op basis hiervan werd de vorming van het Pilbarakraton in drie fasen verdeeld.
Kraton ontstond in drie fasen
De eerste fase is de vorming van een groot aantal zirkonen zo’n 3,6 miljard jaar terug toen de aardkorst gedeeltelijk smolt, waarschijnlijk als gevolg van verhitting door de vele meteorieten.
Artistieke weergave van het meteorietenbombardement. De periode waarin dit gebeurde, het archeïcum, duurde van vier miljard tot 2,5 miljard jaar geleden. In deze tijd kreeg de aarde een steviger, stabieler oppervlak en werd de basis voor de huidige continenten gelegd.
Deze meteorieten hadden mogelijk een diameter van 10-100 kilometer en de inslagen leidden tot de kristallisatie van zirkoon, waarmee de vorming van de kratons begon.
Soortgelijke patronen zijn te zien bij andere kratons.
De tweede fase was een periode waarin de kern van de aardkorst veranderde en stabieler werd, en in de derde fase werd graniet gevormd.
Door de combinatie van granietvorming en stabilisatie ontstonden de huidige continenten.
‘Ons onderzoek levert het eerste gedegen bewijs dat de processen die uiteindelijk de continenten vormden begonnen met reusachtige meteorietinslagen, vergelijkbaar met die waardoor de dinosauriërs zijn uitgeroeid, maar dan miljarden jaren eerder,’ aldus Johnson.
De onderzoekers willen nu de 35 andere bekende kratons bestuderen en die vergelijken met de resultaten van het Pilbarakraton.