Hạt zircon đồi Jack (Úc)

Zircon (ZrSiO₄) là một khoáng vật cực bền: chịu được phong hóa, nung nóng, xói mòn qua hàng tỷ năm. Khi kết tinh, nó "nhốt" uranium vào mạng tinh thể nhưng gần như không nhận chì; uranium phân rã dần thành chì với tốc độ đã biết, nên đo tỷ lệ uranium – chì là tính được tuổi hạt zircon — một chiếc "đồng hồ" tự nhiên rất chính xác.

Ở vùng Jack Hills, bang Tây Úc, các hạt zircon cổ nằm lẫn trong một lớp đá cuội kết hình thành khoảng 3 tỷ năm trước — tức là chúng còn già hơn tảng đá đang chứa chúng. Năm 2001, nhóm của nhà địa chất Simon Wilde công bố trên tạp chí Nature một hạt zircon có tuổi khoảng 4,404 tỷ năm — mảnh vật chất cổ nhất được biết có nguồn gốc từ vỏ Trái Đất. Năm 2014, một phép phân tích bằng kỹ thuật đầu dò nguyên tử xác nhận lại tuổi khoảng 4,37 tỷ năm cho một hạt khác.

Điều kỳ diệu hơn là đồng vị ôxy bên trong: tỷ lệ ôxy-18 cao hơn bình thường, cho thấy đá mẹ sinh ra zircon từng tương tác với nước lỏng ở nhiệt độ thấp gần bề mặt. Nghĩa là chỉ khoảng 150 triệu năm sau khi Trái Đất hình thành, có thể đã có nước — thậm chí đại dương.

Kết luận này vẫn được giới khoa học thận trọng kiểm chứng, vì zircon có thể bị biến đổi qua thời gian. Nhưng "giả thuyết Trái Đất sớm mát mẻ" (cool early Earth) đã làm thay đổi cách chúng ta hình dung thuở hồng hoang.