Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Curtin ανέπτυξαν μια νέα τεχνική για τη διερεύνηση της βαθιάς ιστορίας των τοπίων της Αυστραλίας. Η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς το περιβάλλον ανταποκρίνεται στη γεωλογική δραστηριότητα και τις κλιματικές αλλαγές, προσφέροντας παράλληλα ενδείξεις για το πού μπορεί να βρίσκονται πολύτιμα κοιτάσματα ορυκτών.
Η διεθνής ερευνητική ομάδα καθοδηγήθηκε από την ομάδα Timescales of Mineral Systems της Σχολής Γεωεπιστημών και Πλανητικών Επιστημών του πανεπιστημίου Curtin, σε συνεργασία με ερευνητές από τα πανεπιστήμια του Γκέτινγκεν και της Κολωνίας.
Οι επιστήμονες εξέτασαν μικροσκοπικούς κρυστάλλους ζιρκονίου που συλλέχθηκαν από αρχαίες παραθαλάσσιες αμμουδιές. Το ζιρκόνιο συγκαταλέγεται στα πιο ανθεκτικά ορυκτά που υπάρχουν στη Γη.
Επειδή μπορεί να αντέξει την αποσάθρωση, τη διάβρωση και τα μακρινά ταξίδια μέσω ποταμών και ακτογραμμών, οι κόκκοι ζιρκονίου μπορούν να επιβιώσουν για εκατομμύρια χρόνια, διατηρώντας πληροφορίες για τη γεωλογική τους ιστορία.
Στο εσωτερικό αυτών των κόκκων ζιρκονίου βρίσκεται ένα σπάνιο αέριο, γνωστό ως κρυπτό. Το αέριο αυτό σχηματίζεται όταν ορυκτά που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της Γης βομβαρδίζονται από κοσμικές ακτίνες (υψηλής ενέργειας, φορτισμένα υποατομικά σωματίδια από το διάστημα).
Μετρώντας το κρυπτό που είναι παγιδευμένο στο εσωτερικό των κρυστάλλων, οι ερευνητές μπόρεσαν να εκτιμήσουν πόσο καιρό οι κόκκοι ζιρκονίου παρέμειναν κοντά στην επιφάνεια προτού τελικά θαφτούν.
Αυτή η μέτρηση λειτουργεί σαν ένα «κοσμικό ρολόι», επιτρέποντας στους επιστήμονες να προσδιορίσουν πόσο γρήγορα ή αργά διαβρώθηκαν και μετατοπίστηκαν τα αρχαία τοπία σε εξαιρετικά μεγάλες χρονικές περιόδους.
Ένας νέος τρόπος μελέτης των αρχαίων τοπίων
Ο επικεφαλής συγγραφέας και βοηθός ερευνητής στο Curtin, Δρ. Maximilian Dröllner, ο οποίος συνεργάζεται επίσης με το Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν, δήλωσε ότι η μέθοδος αυτή καθιστά δυνατή τη διερεύνηση τοπίων που είναι πολύ παλαιότερα από εκείνα που μπορούσαν να αναλύσουν προηγουμένως οι επιστήμονες.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πώς η επιφάνεια της Γης ενδέχεται να ανταποκριθεί σε μελλοντικές κλιματικές αλλαγές και τεκτονική δραστηριότητα.
«Η ιστορία του πλανήτη μας δείχνει ότι το κλίμα και οι τεκτονικές δυνάμεις μπορούν να ελέγξουν τη συμπεριφορά των τοπίων σε πολύ μεγάλες χρονικές κλίμακες», δήλωσε ο Δρ. Dröllner.
«Αυτή η έρευνα μας βοηθά να κατανοήσουμε τι συμβαίνει όταν αλλάζει η στάθμη της θάλασσας και πώς οι βαθιές κινήσεις της Γης επηρεάζουν την εξέλιξη των τοπίων».
Η μελέτη αποκάλυψε ότι όταν τα τοπία παραμένουν τεκτονικά σταθερά και η στάθμη της θάλασσας διατηρείται υψηλή, η διάβρωση επιβραδύνεται σημαντικά. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα ιζήματα μπορούν να παραμείνουν κοντά στην επιφάνεια και να υφίστανται επανειλημμένη επεξεργασία για εκατομμύρια χρόνια.
Η σημασία των ευρημάτων για το μέλλον
Ένας απ’ τους συγγραφείς της μελέτης και επικεφαλής της ομάδας Timescales of Mineral Systems, Καθηγητής Chris Kirkland, δήλωσε ότι τα αποτελέσματα όχι μόνο ρίχνουν φως στο πώς εξελίχθηκε η επιφάνεια της Γης κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών, αλλά μπορούν επίσης να καθορίσουν τον μελλοντικό σχεδιασμό και τη διαχείριση της γης.
«Καθώς τροποποιούμε τα φυσικά συστήματα, μπορούμε να αναμένουμε αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο τα ιζήματα αποθηκεύονται στις λεκάνες των ποταμών, κατά μήκος των ακτογραμμών και στις υφαλοκρηπίδες», δήλωσε ο καθηγητής Kirkland. «Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι αυτές οι διαδικασίες μπορούν να αναδιαμορφώσουν θεμελιωδώς τα τοπία, όχι μόνο τις ακτές, με την πάροδο του χρόνου».
Σύνδεσμοι μεταξύ κλίματος, ιζημάτων και Ορυκτών Πόρων
Ένας ακόμη απ’ τους συγγραφείς της μελέτης, ο Αναπληρωτής Καθηγητής Milo Barham, επίσης μέλος της ομάδας Timescales of Mineral Systems, σημείωσε ότι η έρευνα έχει σημαντικές προεκτάσεις για την κατανόηση των ορυκτών πόρων της Αυστραλίας.
«Το κλίμα δεν επηρεάζει μόνο τα οικοσυστήματα και τα καιρικά φαινόμενα· ελέγχει επίσης το πού καταλήγουν οι ορυκτοί πόροι και πόσο προσβάσιμοι γίνονται», δήλωσε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Barham.
«Οι παρατεταμένες περίοδοι αποθήκευσης ιζημάτων επιτρέπουν στα ανθεκτικά ορυκτά να συγκεντρώνονται σταδιακά, ενώ τα λιγότερο σταθερά υλικά διασπώνται, γεγονός που εξηγεί γιατί η Αυστραλία φιλοξενεί μερικά από τα σημαντικότερα κοιτάσματα μεταλλοφόρου άμμου στον κόσμο. Η κατανόηση αυτών των συνδέσμων είναι κρίσιμη καθώς η ζήτηση για αυτά τα ορυκτά συνεχίζει να αυξάνεται, καθώς παρέχει μια μακροπρόθεσμη προοπτική που μπορεί να βελτιώσει τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη μελλοντικών περιβαλλοντικών και ποσοτικών αποτελεσμάτων που προκύπτουν από αλλαγές σε αυτά τα συστήματα ιζημάτων».
Η μελέτη, με τίτλο «Ancient landscape evolution tracked through cosmogenic krypton in detrital zircon», δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PNAS.
