In de Pilbara-regio, een uitgestrekte woestijn in West-Australië, liggen op een hoogte met een diameter van ongeveer 40 kilometer de overblijfselen van een oorspronkelijke inslag: een oude plek waar miljarden jaren geleden een meteoriet op de aarde insloeg.
Rotsfragmenten op de plek, die geoloog Chris Kirkland beschrijft als ‘een zeldzame blik op de gewelddadige processen die de oude aarde hebben gevormd’, zijn aan nieuwe metingen onderworpen. Deze analyses geven aan dat de botsing meer dan drie miljard jaar geleden plaatsvond, waardoor het de oudste meteorietinslag is die ooit op aarde is gedocumenteerd.
Een groep onderzoekers van Curtin University, onder leiding van Kirkland, publiceerde dinsdag een onderzoek met de meest nauwkeurige schattingen tot nu toe voor de ouderdom van de inslag van de North Pole Dome. De structuur werd voor het eerst beschreven begin 2025. Het artikel, gepubliceerd in het tijdschrift *Geology*, dateert de gebeurtenis op ongeveer 3,02 miljard jaar geleden, tijdens het Mesoarchische tijdperk.
In deze afgelegen periode was het aardoppervlak bijna volledig bedekt door oceanen en kreeg de planeet te maken met een onophoudelijk bombardement van meteorieten. Hoewel de sporen van deze inslagen het best bewaard zijn gebleven in de kraters van de maan, die destijds het dichtst bij de aarde stond, hebben erosie en de beweging van tektonische platen op onze planeet de meeste van deze sporen uitgewist, waardoor de ontdekking een geologisch record van onschatbare waarde is geworden.
Decennia lang werd het Pilbara-gebied door wetenschappers beschouwd als een mogelijke meteorietinslaglocatie, maar de exacte ouderdom ervan bleef onzeker. Dankzij geavanceerde dateringstechnieken voor mineralen hebben onderzoekers nu het duidelijkste bewijs van deze eeuwenoude geologische gebeurtenis kunnen vinden.
“De impact liet een ‘minerale klok’ achter. Door mineralen te dateren die zijn herkristalliseerd of die zich opnieuw hebben gevormd in de beschadigde rotsen, kunnen we nu bepalen wanneer deze buitengewone gebeurtenis plaatsvond”, legt Kirkland uit in een verklaring.
Het belangrijkste bewijs kwam uit de analyse van zirkoon, een mineraal dat voorkomt in de basaltrotsen van de regio. Deze kleine, extreem veerkrachtige korrels zijn in staat om miljarden jaren lang een geologisch tijdsrecord vast te houden.
Sommige zirkoonkorrels vertoonden ‘skeletale’ en vertakkingspatronen, wat duidde op plotselinge groei. Dergelijke formaties, vergelijkbaar met die in maankraters, geven aan dat het zirkoon herkristalliseerde onder de extreme hitte die door de inslag werd gegenereerd.
Met behulp van een Ionische microsonde met hoge resolutie schatten wetenschappers de leeftijd van zirkoonkorrels tussen 3,4 en 3 miljard jaar geleden, met een gemiddelde van 3,02 miljard jaar. Om deze bevindingen te valideren, onderzochten ze ook apatiet, een ander mineraal dat zich vormde in spleten in de aangetaste rotsen, in combinatie met de beweging van verwarmde vloeistoffen. Metingen voor apatiet lieten een statistisch identieke gemiddelde leeftijd zien.
“De nieuwe datering positioneert de North Pole Dome-structuur als de oudst bekende inslagkrater op aarde en het enige erkende voorbeeld uit het Archeïsche tijdperk, een cruciale fase waarin de eerste continenten van de planeet zich vormden”, legt Kirkland uit. Eerder had de Yarrabubba-krater, gedateerd op 2,2 miljard jaar oud en 800 kilometer naar het zuiden gelegen, dit record.
Peer-kritiek en de controverse over de leeftijd van impact
De mineralen die in dit nieuwe onderzoek zijn geanalyseerd, werden ontdekt in ‘shatter cones’, dit zijn conische rotsstructuren gevormd door de intense schokgolf van een meteorietinslag.
Toen de krater in maart vorig jaar voor het eerst werd gedocumenteerd, waren voorlopige schattingen van de ouderdom uitsluitend gebaseerd op de correlatie tussen de ouderdom van de gesteentelagen boven en onder deze kegels. Deze benadering resulteerde in een schatting van ongeveer 3,5 miljard jaar, maar toen al betwistten sommige academici, waaronder collega’s uit het team van Chris Kirkland, deze bevindingen.
Het belangrijkste bezwaar kwam van Aaron Cavosie, eveneens een geoloog aan de Curtin University, die een ander onderzoek leidde naar de impact van de North Pole Dome. Hun onderzoek vond verbrijzelde kegels tussen aanzienlijk jongere gesteentelagen, gedateerd op ongeveer 2,7 miljard jaar oud. Dit bewijsmateriaal gaf volgens hem aan dat de impact pas na die datum had kunnen plaatsvinden.
“Hoewel ik opgelucht ben dat de auteurs zich hebben teruggetrokken van hun hypothese uit 2025 van een ‘impact van 3,5 miljard jaar’, geloof ik ook niet dat ze een overtuigend argument hebben aangevoerd voor een impact van [3,02 miljard jaar],” zei Cavosie.
Kirkland weerlegt op zijn beurt deze kritiek: “Het argument voor een recenter tijdperk hangt nog steeds af van de correlatie over lange afstanden van gesteenten die niet zijn gedateerd, grotendeels gebaseerd op satellietkartering in plaats van directe geochemische of geochronologische analyse”, betoogde hij. “We hebben nu twee minerale klokken verkregen uit de getroffen rotsen zelf die dezelfde leeftijd aangeven. Daarom is directe datering zo belangrijk.”
Alec Brenner, een geoloog aan de Harvard Universiteit en een vroege criticus van het onderzoek, uitte ook zijn bedenkingen. “Hoewel de nieuwe studie deze observatie uitsluit omdat deze rotsen niet gedateerd zijn, kunnen ze vrij direct gecorreleerd worden met nabijgelegen rotsen die al gedateerd zijn”, legde hij uit.
Kirkland voerde ook aan dat de mineralogische veranderingen die in zijn onderzoek werden waargenomen, zoals de vorming van mineralen door heet water dat door scheuren in beschadigde rotsen stroomt, uniek zouden zijn voor een proces als een meteorietinslag.
In tegenstelling tot dit perspectief is Brenner het daar niet mee eens. “Het waarnemen van een onbekende vloeistofstroom betekent niet dat dit het gevolg is van een impact”, zei hij. “[Kirkland] heeft ook aan andere kraters gewerkt waarin soortgelijke gedateerde vloeistofstroomgebeurtenissen duidelijk geen verband hielden met inslagen. In de meeste gevallen is dat niet het geval.”
“Dus ik zou willen voorstellen dat ze een voorheen ongedocumenteerde hydrothermale episode in de regio dateerden”, concludeerde Brenner.