Χάρη στην καταστροφή της Πομπηίας από την ηφαιστειακή έκρηξη του Βεζούβιου πριν από σχεδόν δύο χιλιετίες, οι αρχαιολόγοι έχουν πλέον πρόσβαση στην πιο ευέλικτη και ακριβή μέθοδο χρονολόγησης ηφαιστειακών εκρήξεων που έχει υπάρξει ποτέ.
Σε μια πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό Science Advances, ερευνητές από το Κέντρο Γεωχρονολογίας του Μπέρκλεϊ, το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ και το Πανεπιστήμιο της Πάντοβα έδειξαν πώς συνήγαγαν την ακριβή ημερομηνία του συμβάντος από τα γραπτά του Πλίνιου του Νεότερου και στη συνέχεια τη χρησιμοποίησαν για να βαθμονομήσουν ένα σύστημα χρονολόγησης αργού-αργού (argon-argon).
Οι λεπτομέρειες από την αυτόπτη μαρτυρία του Πλίνιου του Νεότερου επέτρεψαν στην ομάδα να καταλήξει στην 24η Αυγούστου του 79 μ.Χ. ως την ακριβή ημερομηνία του γεγονότος που στοίχισε τη ζωή στον θείο του, Πλίνιο τον Πρεσβύτερο. Με αυτό το νέο σημείο αναφοράς, οι επιστήμονες μπορούν να χρονολογήσουν αρχαίες ηφαιστειακές εκρήξεις με μεγαλύτερη ακρίβεια, προσφέροντας νέες οπτικές για το ανθρώπινο παρελθόν και τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται αυτά τα θανατηφόρα φαινόμενα.
Το ηφαιστειακό παρελθόν
Σήμερα, περιοχές όπως η Τζογκτζακάρτα, η Νάπολη και η Πόλη του Μεξικού εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν διαρκείς απειλές από παλαιότερες ηφαιστειακές εκρήξεις. Η ακριβέστερη χρονολόγηση αυτών των παρελθοντικών εκρήξεων θα βοηθήσει τους επιστήμονες να μετριάσουν τις σύγχρονες απειλές ασφαλείας για αυτές τις πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές. Επιπλέον, θα βελτιώσει άλλες κοινές μεθόδους χρονολόγησης, όπως τον άνθρακα-14 και το ουράνιο-μόλυβδο, παρέχοντας ακριβέστερες ημερομηνίες για τα αρχαία πλάσματα της Γης και τα παλαιότερα πετρώματά της.
«Αν θέλετε να ανασυνθέσετε την ιστορία των εκρήξεων ενός ηφαιστείου στη σχεδόν πρόσφατη περίοδο, η ακρίβεια και η πιστότητα είναι πραγματικά καθοριστικές», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Πολ Ρεν, καθηγητής επιστημών της Γης και των πλανητών στο Μπέρκλεϊ και διευθυντής του ανεξάρτητου Κέντρου Γεωχρονολογίας του Μπέρκλεϊ. «Η μελέτη δείχνει ότι μπορείτε να επιτύχετε αυτό το είδος της εξαιρετικά χρήσιμης ακρίβειας και πιστότητας στο πλαίσιο της ιστορικής περιόδου».
Η μέθοδος αργού-αργού βασίζεται στη διάσπαση του καλίου-40 σε αργό-40, μια διαδικασία που συνήθως ξεκινά να καταγράφεται μόνο μετά από μια ηφαιστειακή έκρηξη.
Βελτίωση των αποτελεσμάτων χρονολόγησης
Η εργασία αυτή βασίζεται σε προγενέστερη έρευνα του Renne σχετικά με τη χρονολόγηση προσκρούσεων μετεωριτών και ηφαιστειακών εκρήξεων, χρησιμοποιώντας επίσης τη μέθοδο αργού-αργού. Αυξάνοντας την ακρίβεια αυτών των ημερομηνιών, η εργασία του προσέφερε νέα υποστήριξη στη θεωρία ότι, εντός σύντομων χρονικών περιόδων δεκάδων χιλιάδων ετών -πριν από περίπου 66 εκατομμύρια χρόνια- η Γη βρισκόταν υπό σφοδρό βομβαρδισμό μετεωριτών, ο οποίος αύξησε την ηφαιστειακή δραστηριότητα. Αυτό συνέθεσε μια πιο σύνθετη εικόνα για το πώς εξαφανίστηκαν οι δεινόσαυροι, υποδηλώνοντας ότι δεν οφειλόταν αποκλειστικά σε ένα μεμονωμένο περιστατικό πρόσκρουσης.
Η μεταπτυχιακή φοιτήτρια Caroline Hasler ηγήθηκε του ιστορικού σκέλους της έρευνας, το οποίο περιλάμβανε τον στενότερο προσδιορισμό της ημερομηνίας μέσα από τη μελέτη ενός νομίσματος που βρέθηκε στην τοποθεσία. Ορισμένοι ιστορικοί είχαν υποστηρίξει ότι το νόμισμα αυτό δεν είχε κοπεί πριν από τον Σεπτέμβριο εκείνου του έτους, ωστόσο η Hasler διαφώνησε με αυτή την εκτίμηση.
Η ομάδα επωφελήθηκε από την πρόσβαση σε εξελιγμένους φασματογράφους μάζας, νέες τεχνικές ακτινοβόλησης με νετρόνια και αισθητά καλύτερα δείγματα σε σύγκριση με την πρώτη εργασία του Renne το 1997. Καθώς το κάλιο τείνει να συγκεντρώνεται στο πάνω μέρος των μαγματικών θαλάμων, ενώ τα βαρύτερα στοιχεία όπως ο σίδηρος και το μαγνήσιο βυθίζονται στον πυθμένα, το πλούσιο σε κάλιο μάγμα εκτοξεύεται πρώτο. Έτσι, καταλήγει στο κάτω μέρος των ηφαιστειακών αποθέσεων. Αυτά τα νέα, πλούσια σε κάλιο δείγματα παρέμεναν για καιρό στα ράφια, περιμένοντας την ανάλυσή τους.
«Ήταν πραγματικά ένας συνδυασμός καλύτερων δειγμάτων, τεχνολογικού πλεονεκτήματος των οργάνων και μιας πιο συντονισμένης προσπάθειας. Όλοι αυτοί οι παράγοντες λειτούργησαν συνδυαστικά», πρόσθεσε ο Renne.
Καλύτερη ηφαιστειακή ανάλυση
Για την κατανόηση της νέας αυτής εργασίας, είναι χρήσιμος ο διαχωρισμός της ακρίβειας από την πιστότητα. Η ακρίβεια μετρά πόσο σωστό είναι ένα αποτέλεσμα, ενώ η πιστότητα μετρά πόσο αξιόπιστη και επαναλήψιμη είναι η ίδια η διαδικασία. Όταν η ομάδα δοκίμασε τη βαθμονομημένη μέθοδο αργού-αργού για τη χρονολόγηση ηφαιστειακών εκρήξεων σε οκτώ δείγματα και συνέκρινε τα αποτελέσματα με τις γνωστές ημερομηνίες, διαπίστωσε 0,4% ακρίβεια και 0,7% πιστότητα.
«Αυτό μας επιτρέπει να συμπεράνουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την αιτιώδη συνάφεια μεταξύ συμβάντων στο γεωλογικό αρχείο – για παράδειγμα, μεταξύ της δομής πρόσκρουσης ενός μετεωρίτη και μιας μαζικής εξαφάνισης ειδών», δήλωσε ο Renne.
Ένα από τα κύρια αποτελέσματα της έρευνας ήταν η αναθεώρηση του χρόνου ημιζωής της διάσπασης του καλίου-40 σε αργό-40: από την αρχική τιμή που είχε υπολογιστεί με βάση την πυρηνική φυσική, σε μια νέα τιμή με διπλάσια ακρίβεια.
Ο Renne αναφέρει ότι η εργασία αυτή θα επιτρέψει τη σύγκριση με άλλες μορφές χρονολόγησης, οι οποίες μπορούν στη συνέχεια να επαναβαθμονομηθούν με βάση τις προόδους της ομάδας του στη μέθοδο αργού-αργού.
«Ελπίζουμε να ενοποιήσουμε πραγματικά όσο το δυνατόν περισσότερες γεωλογικές μεθόδους χρονολόγησης, χρησιμοποιώντας τα ίδια μαθηματικά, την ίδια Μπεϋζιανή προσέγγιση και εισάγοντας απλώς περισσότερα δεδομένα και περισσότερες πρωτογενείς παρατηρήσεις σε αυτό το μίγμα», κατέληξε ο Renne. «Ωστόσο, η χρονολόγηση αργού-αργού θα αποτελεί πάντα ένα σταθερό σημείο αναφοράς — θα είναι ένας βασικός βαθμονομητής υπό αυτή την έννοια».
