Die Zirkone, die Mark Harrison untersucht, haben gerade einmal den Durchmesser eines Haares und sind uralt, älter als vier Milliarden Jahre. Sie stammen aus der Kinderstube der Erde, erklärt der Geologe von der UCLA:
"Im Rahmen unseres Projekts haben wir mehr als 150.000 Zirkone aus den Jack Hills in Westaustralien datiert und die ältesten näher untersucht. Als diese Zirkone im Magma kristallisierten, haben sie winzige Magmafetzen in sich aufgenommen. So sind Einschlüsse entstanden, die uns etwas über die Umweltbedingungen der Erde damals verraten."
Die Analyse dieser Einschlüsse bestätigt eine neue Sicht der jungen Erde: Sie sei schon kurz nach ihrer Entstehung recht "normal" gewesen, so Mark Harrison:
"Unsere neue Untersuchung liefert Informationen über die damaligen Temperatur- und Druckbedingungen im Erdinneren. Vor zehn Jahren haben wir noch geglaubt, dass die junge Erde sehr viel heißer war als heute. Heute steigt die Temperatur in der Erde zur Tiefe hin um durchschnittlich 35 Grad pro Kilometer an. Vor vier Milliarden Jahren hätte dieser Hitzefluss drei- vielleicht aber sogar vier- bis fünfmal höher gewesen sein müssen."
Genau diese Hitze sollte sich in den geochemischen Daten der in den Zirkonen eingeschlossenen Magmareste widerspiegeln - und genau das tut sie nicht.
"Sieben Einschlüsse in den mehr als 500 untersuchten Zirkonen aus den Jack Hills zeigen, dass sie in Tiefen von rund 25 Kilometern und bei Temperaturen um die 700 Grad Celsius entstanden sind."
Die Zirkone kristallisierten also unter hohem Druck, aber bei einer Temperatur, die viel niedriger war als erwartet - Verhältnisse, wie sie heute in so genannten Subduktionszonen herrschen. Die gehören zur Plattentektonik, die wie große Maschine die Meere aufreißt, Gebirge auftürmt und die Kontinente über die Oberfläche schiebt. In diesen Subduktionszonen wird Meereskruste in das Erdinnere hinein recycelt:
"In diesen Subduktionszonen ist der Hitzefluss heute recht niedrig, liegt bei 15 Grad pro Kilometer, also bei einem Drittel des normalen Hitzeflusses. Das heißt, dass diese bis zu 4,2 Milliarden Jahre alten Zirkone unter vergleichbaren Bedingungen entstanden sind und dass die Plattentektonik schon während der ersten 500 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde gearbeitet hat."
Noch vor zehn Jahren wäre die Aussage, dass damals schon die Plattentektonik arbeitete, als lächerlich erschienen:
"Es hat aufgrund einfacher Berechnungen in den 80er und 90er Jahren lange so ausgesehen, als wäre das unmöglich. Wir haben uns die Erde als höllisch heißen Platz vorgestellt, ohne Meere und ohne Kontinente."
Diese winzigen Zirkone sind bislang die einzigen Zeugnisse dieser Zeit. Trotzdem glauben die Geologen inzwischen an diese Welt, die sie aus den geochemischen Daten der haarfeinen Kristalle rekonstruieren:
"Der Planet, den wir aufgrund der Informationen aus diesen Zirkonen entwerfen, hatte bereits wenige zehn Millionen Jahre nach seiner Entstehung Kontinente und Meere. Es war ein Ort, an dem Leben entstehen kann. Auch die Paläobiologen denken aufgrund der Ergebnisse ihrer molekularen Uhren darüber nach, ob primitive Mikroben bereits vor 4,1 oder 4,2 Milliarden Jahren gelebt haben könnten."
Der Altersunterschied zwischen den sieben Zirkonen aus den Jack Hills beträgt 400 Millionen Jahre. So lange "lebt" keine Subduktionszone, und deshalb bedeutet das, dass die Kristalle von verschiedenen Orten der Welt in Westaustralien zusammengespült worden sind. Dass sie trotzdem alle dieselben Ergebnisse zeigen, stütze die Zuverlässigkeit der Resultate, so Mark Harrison:
"Wir haben inzwischen an diesen winzigen Zirkonen verschiedene geochemische Analysen durchgeführt, und so fünf voneinander unabhängige Nachweislinien dafür gewonnen, dass es Meere auf der frühen Erde gegeben hat: Jede neue Methode, mit der wir Informationen aus diesen kleinen Zirkonen kitzeln, bringt ein- und dasselbe Resultat - flüssiges Wasser."
Die Erde, sie wäre uns mit Kontinenten, Meeren und Himmel wahrscheinlich gar nicht so fremd vorgekommen.
"Im Rahmen unseres Projekts haben wir mehr als 150.000 Zirkone aus den Jack Hills in Westaustralien datiert und die ältesten näher untersucht. Als diese Zirkone im Magma kristallisierten, haben sie winzige Magmafetzen in sich aufgenommen. So sind Einschlüsse entstanden, die uns etwas über die Umweltbedingungen der Erde damals verraten."
Die Analyse dieser Einschlüsse bestätigt eine neue Sicht der jungen Erde: Sie sei schon kurz nach ihrer Entstehung recht "normal" gewesen, so Mark Harrison:
"Unsere neue Untersuchung liefert Informationen über die damaligen Temperatur- und Druckbedingungen im Erdinneren. Vor zehn Jahren haben wir noch geglaubt, dass die junge Erde sehr viel heißer war als heute. Heute steigt die Temperatur in der Erde zur Tiefe hin um durchschnittlich 35 Grad pro Kilometer an. Vor vier Milliarden Jahren hätte dieser Hitzefluss drei- vielleicht aber sogar vier- bis fünfmal höher gewesen sein müssen."
Genau diese Hitze sollte sich in den geochemischen Daten der in den Zirkonen eingeschlossenen Magmareste widerspiegeln - und genau das tut sie nicht.
"Sieben Einschlüsse in den mehr als 500 untersuchten Zirkonen aus den Jack Hills zeigen, dass sie in Tiefen von rund 25 Kilometern und bei Temperaturen um die 700 Grad Celsius entstanden sind."
Die Zirkone kristallisierten also unter hohem Druck, aber bei einer Temperatur, die viel niedriger war als erwartet - Verhältnisse, wie sie heute in so genannten Subduktionszonen herrschen. Die gehören zur Plattentektonik, die wie große Maschine die Meere aufreißt, Gebirge auftürmt und die Kontinente über die Oberfläche schiebt. In diesen Subduktionszonen wird Meereskruste in das Erdinnere hinein recycelt:
"In diesen Subduktionszonen ist der Hitzefluss heute recht niedrig, liegt bei 15 Grad pro Kilometer, also bei einem Drittel des normalen Hitzeflusses. Das heißt, dass diese bis zu 4,2 Milliarden Jahre alten Zirkone unter vergleichbaren Bedingungen entstanden sind und dass die Plattentektonik schon während der ersten 500 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde gearbeitet hat."
Noch vor zehn Jahren wäre die Aussage, dass damals schon die Plattentektonik arbeitete, als lächerlich erschienen:
"Es hat aufgrund einfacher Berechnungen in den 80er und 90er Jahren lange so ausgesehen, als wäre das unmöglich. Wir haben uns die Erde als höllisch heißen Platz vorgestellt, ohne Meere und ohne Kontinente."
Diese winzigen Zirkone sind bislang die einzigen Zeugnisse dieser Zeit. Trotzdem glauben die Geologen inzwischen an diese Welt, die sie aus den geochemischen Daten der haarfeinen Kristalle rekonstruieren:
"Der Planet, den wir aufgrund der Informationen aus diesen Zirkonen entwerfen, hatte bereits wenige zehn Millionen Jahre nach seiner Entstehung Kontinente und Meere. Es war ein Ort, an dem Leben entstehen kann. Auch die Paläobiologen denken aufgrund der Ergebnisse ihrer molekularen Uhren darüber nach, ob primitive Mikroben bereits vor 4,1 oder 4,2 Milliarden Jahren gelebt haben könnten."
Der Altersunterschied zwischen den sieben Zirkonen aus den Jack Hills beträgt 400 Millionen Jahre. So lange "lebt" keine Subduktionszone, und deshalb bedeutet das, dass die Kristalle von verschiedenen Orten der Welt in Westaustralien zusammengespült worden sind. Dass sie trotzdem alle dieselben Ergebnisse zeigen, stütze die Zuverlässigkeit der Resultate, so Mark Harrison:
"Wir haben inzwischen an diesen winzigen Zirkonen verschiedene geochemische Analysen durchgeführt, und so fünf voneinander unabhängige Nachweislinien dafür gewonnen, dass es Meere auf der frühen Erde gegeben hat: Jede neue Methode, mit der wir Informationen aus diesen kleinen Zirkonen kitzeln, bringt ein- und dasselbe Resultat - flüssiges Wasser."
Die Erde, sie wäre uns mit Kontinenten, Meeren und Himmel wahrscheinlich gar nicht so fremd vorgekommen.