De oudste gesteenten op aarde        

Figuur 1: Geologische tijdschaal van het Precambrium

Ma=miljoen jaar geleden                       

De eerste ‘protocontinenten’ hadden een omvang van Borneo, Nieuw-Guinea, Groenland of Madagaskar. Ze moeten er toen al hebben uitgezien als grote eilanden, met kustvlakten en getijdenzones, bewoond door micro-organismen die van fotosynthese gebruik maakten. De restanten zijn onder andere nog zichtbaar op de Pilbara-microplaat in Noordwest-Australië. Van de toen jonge korst zijn op twintig plekken relatief kleine stukken bewaard gebleven, verspreid over alle continenten.

In Europa liggen gesteenten uit het Archaïcum aan de oppervlakte in Noord-Rusland op het schiereiland Kola, en in het uiterste noorden van Scandinavië. Daar liggen vier kleine restanten van zeer oude continenten over elkaar heen. Je vindt ze ook in Noord-Amerika, op de Noord-Canadese eilanden en delen van de Verenigde Staten, in Zuid-Amerika, op het Guyanaschild, in delen van West- en Zuid-Afrika en in delen van Noord-Azië en West-Australië (figuur 2).

In al deze gebieden bestaan die oudste gesteenteresten uit hoogmetamorfe gneis; hoogmetamorf wil zeggen dat de mineralen door wrijving, druk, temperatuurstijging en transformatie chemisch zijn omgezet. De gneisresten hebben meestal lokale namen. In Canada bijvoorbeeld Acasta-gneis en in Groenland Amitsoq-gneis. 

Archaïsche greenstone

Gesteentecomplexen van greenstone (groensteen) zijn de oudste delen van die continentale kerngebieden. Ze bestaan uit steil staande lagen sterk gedeformeerd vulkanisch en sedimentair gesteente tussen gneizen en dieptegesteenten. De aanduiding ‘green’ is gebaseerd op de groene metamorfe mineralen die het gesteente bevat, zoals serpentiniet, chloriet, epidoot, aktinoliet en chroom bevattende glimmer. Deze zijn ontstaan uit vulkanische gesteenten die oorspronkelijk mineralen als olivijn en pyroxeen hebben bevat.

De plek waar dit gesteente als eerste gevonden en benoemd is, ligt op de grens van Zuid-Afrika en Eswatini. Het is gelijk ook de bekendste locatie voor het vinden van dit gesteente. Zelfs op de vakantiebeurs in Utrecht zijn standhouders op de hoogte van de toeristische aantrekkingskracht. Het gesteente staat ter plaatse bekend als de greenstone of Barberton, verwijzend naar een plaatsje aan de rand van de groensteengordel. Het ligt op een anticlinaal, een plooirug, waar in het centrum een deel van de gesteenten in scherpe, puntige, langwerpige stroken rechtop staat, van wel 30 kilometer breed. De groensteen ter plaatse is 3570 miljoen jaar oud. Ook op de Pilbaraplaat in Noordwest-Australië zijn zulke structuren van wel 10-20 kilometer doorsnede gevonden. Ze hebben een isoclinale structuur, dat wil zeggen: ze staan in een steile, bijna verticale plooivorm. Deze is ontstaan door druk en daardoor veroorzaakte vervorming tegen een grote plutoon, een grote massa omhooggekomen stollingsgesteente.

Andere resten van de destijds nog jonge aarde zijn de BIF’s (Banded iron formations). Deze zien eruit als donkerrode sedimentaire lagen afgewisseld met bruine lagen. De roestkleur duidt erop dat er toen al voldoende zuurstof in de atmosfeer zat om ijzer te laten oxideren. Ook deze resten zijn op diverse plekken te vinden.

Greenstone behoort tot de groep komatiet, een magmatisch gesteente dat in het Archaïcum uit de aardmantel werd geperst. Het heeft dezelfde samenstelling als peridotiet, een ultrabasisch gesteente dat voornamelijk uit het groene olivijn bestaat, het meest voorkomende mineraal in de aardmantel, dat tegenwoordig in de belangstelling staat doordat het CO2 kan vastleggen. Olivijnrijke gesteenten zijn te zien op plekken waar delen van de aardmantel na gebergtevorming en opheffing aan de oppervlakte zijn gekomen. Bijvoorbeeld op Cyprus, dat gemangeld is tussen de Griekse en Turkse microplaten (zie Geografie 2022-08). De Afrikaanse plaat heeft het hele eiland omhooggeduwd, waardoor op het hoogste punt, de (Cypriotische) Olympus, 2000 meter boven zeeniveau, het groene gesteente harzburgiet, een ‘familielid’ van het groene mineraal, te vinden is.

Economische waarde

Veel van deze oeroude gesteenten genieten groeiende belangstelling, omdat ze zeldzame ertsen bevatten. Behalve de hierboven besproken locaties aan het aardoppervlak komen ze vooral voor op de bodem van de oceanen.

Er wordt op steeds grotere schaal onderzoek naar gedaan, vooral op ongeveer 3000-6000 meter diepte. Hier liggen zogenoemde mangaanknollen aan de oppervlakte van de diepzeesedimenten. Het sedimentatieproces verloopt daar uiterst traag: de knollen groeien 4-12 mm per miljoen jaar. Momenteel worden de mangaanknollen nog niet geëxploiteerd, maar bedrijven en nationale overheden staan te popelen. De technologie voor diepzeemijnbouw is in feite al gereed, maar de wetgeving voor winning in internationale wateren nog niet. Deze volgt waarschijnlijk in 2025. Het is overigens onduidelijk of winning zal worden toegestaan. Tegenover de economische belangen staan die van wetenschap en milieu. Academici en natuurbeschermers verzetten zich fel tegen verstoring van het diepzeemilieu. Inmiddels exploiteert Noorwegen al wel de oceaanbodem onder de eigen territoriale wateren.