Det kan verka osannolikt, men små korn av mineraler kan hjälpa till att berätta historien om den tidiga jorden. Och forskare som studerar dessa korn säger att jorden var en karg, berglös plats för 4,4 miljarder år sedan, och nästan allt var under vatten. Endast en handfull öar gick över ytan.
Forskare vid Australian National University står bakom denna studie som leds av forskaren Dr. Antony Burnham. Mineralkornen i studien är de äldsta stenarna som någonsin hittats. De är 4,4 miljarder åriga zirkonmineralskorn från Jack Hills i västra Australien, där de bevarades i sandstenformationer.
För 4,4 miljarder år sedan var jorden i det som kallas 'Hadean Eon'. Denna tidsperiod är dåligt förstått, eftersom det inte finns någon rockrekord från den tiden. Det är här som zirkonminerkornen kommer in.
"Jordens historia är som en bok med sitt första kapitel som rivits ut utan överlevande stenar från den mycket tidiga perioden, men vi har använt dessa spårelement av zirkon för att bygga en profil av världen vid den tiden." - Ledande forskare Dr. Antony Burnham, Australian National University
På något sätt är dessa zirkonkorn de sidor som saknas.
Zirkons kemiska namn är zirkoniumsilikat, och det finns nästan överallt i jordskorpan. Den här studien fokuserar på vad som kallas detrital zirkon, som bildas i stolliga bergarter, men sedan överlever över tiden tills den deponeras i sedimentära bergarter. Zirkonkorn är vanligtvis mycket små, ungefär 0,1 till 0,3 mm stora.
Zirkon innehåller vanligtvis spår av thorium och uran, vilket innebär att de lätt kan dateras med moderna dateringsmetoder. Zirkon kan överleva en hel del geologiska processer som metamorfism, vilket förklarar deras användbarhet i att studera den tidiga jorden. De förstörs inte lätt, och de har en historia att berätta för oss.
Zirkonkornen kristalliserades i magma ungefär 500 miljoner år efter att jorden bildades. Som ett resultat erbjuder de sällsynta insikter om förhållanden på jorden vid den tiden. De aktuella zirkonkornen benämns detritus eftersom de bildades i magma men deponerades i den geologiskt viktiga sandstenen vid Jack Hills, Australien. Detrituskornen jämfördes med en andra typ av zirkonkorn som bildades direkt i de sedimentära formationerna.
Genom att skilja mellan de två typerna får forskare ett nytt geokemiskt verktyg för att förstå tidiga jorden.
"Vi använde graniterna i sydöstra Australien för att dechiffrera kopplingen mellan zirkonsammansättning och magma-typ och byggde en bild av vad de saknade stenarna var," sade han.
"Vår forskning indikerar att det inte fanns några berg och kontinentala kollisioner under jordens första 700 miljoner år eller mer av existensen - det var en mycket mer tyst och tråkig plats," säger Dr Burnham från ANU Research School of Earth Sciences.
"Våra fynd visade också att det finns starka likheter med zirkon från de klipptyper som dominerade under de följande 1,5 miljarder åren, vilket tyder på att det tog jorden lång tid att utvecklas till planeten som vi känner idag." Teamets resultat publiceras i tidskriften Nature Geoscience och har titeln "Bildning av Hadean-graniter genom smältning av bröstkorg."
Detta är inte första gången som forntida, detritala zirkoner har varit i centrum för vetenskapliga studier av den tidiga jorden. I en tidigare studie användes de för att dra slutsatsen att Jorden hade en betydande hydrosfär för 4,3 miljarder år sedan.
