Este artigo foi publicado originalmente em conversa. A publicação contribuiu com este artigo para Space.com Vozes de especialistas: colunas e insights.
A icônica paisagem vermelha da Austrália é o lar da cultura aborígine e está registrada em músicas dezenas de milhares de anos. Mas outras pistas sobre a antiguidade desta terra vêm de muito longe Terra: raios cósmicos Deixa impressões digitais distintas em minerais na superfície da Terra.
Também mostra o quão grande é mineral forma. Os produtos destas jazidas acabam por ser transformados em cerâmica do quotidiano, mas também carregam histórias escondidas da paisagem.
Vendo o passado através do tempo profundo
A superfície da Terra está em constante mudança com as forças opostas da erosão e da erosão. promover competir Moldando a paisagem ao nosso redor – Um exemplo é que as montanhas sobem e depois são desgastadas pelas intempéries.
Para compreender os ambientes actuais e prever como irão responder às mudanças futuras, precisamos de compreender como as paisagens se comportavam no tempo profundo, há milhões a milhares de milhões de anos.
Até agora, medir diretamente as mudanças em paisagens antigas tem sido um enorme desafio. Uma nova tecnologia está finalmente a dar-nos uma janela para o passado distante da superfície da Terra.
Ao perfurar diretamente no solo, recuperamos amostras, revelando bordas de praias antigas Planície de Nullarbor No sul da Austrália.
Estas costas enterradas estão agora a mais de 100 quilómetros do oceano e registam mudanças extraordinárias na paisagem. Acabou sendo uma vez foi o fundo do mar, Mais tarde era uma floresta Com cangurus arbóreos gigantes e leões marsupiais, hoje é uma das áreas mais lisas e planas lugar mais seco da terra.
Estas praias antigas contêm quantidades invulgarmente grandes de zircão, um mineral apreciado pelos geólogos porque é cápsula do tempo sólida. Dentro desses minúsculos cristais, com a largura de um fio de cabelo humano, reside um segredo cósmico.
Em busca de Krypton Cósmico
A Terra é constantemente bombardeada por raios cósmicos – partículas de alta energia vindas do espaço produzidas quando as estrelas explodem. diferente de maior Meteoritos que atingiram nosso planetaos raios cósmicos são menores que os átomos. Mas quando atingem átomos em minerais próximos à superfície da Terra, “explosões” microscópicas criam novos elementos chamados nuclídeos cosmogênicos.
Medir esses nuclídeos é um método popular para calcular a taxa de mudança da paisagem. Mas muitos nuclídeos têm vida muito curta e, portanto, são inadequados para a compreensão de paisagens antigas.
Para nossas medições usamos A origem do universo criptônio Armazenado em cristais de zircão que ocorrem naturalmente. Esta tecnologia só recentemente se tornou possível devido aos avanços tecnológicos. Funciona porque o criptônio não se decompõe, mas pode preservar informações por dezenas ou mesmo centenas de milhões de anos.
Para desbloquear este “relógio cósmico”, usamos um laser para vaporizar milhares de cristais de zircão e medimos o criptônio que eles liberaram. Quanto mais criptônio um grão contém, mais tempo ele pode ficar exposto à superfície antes de ser soterrado por camadas mais jovens de sedimentos.
terra muito estável
Os resultados mostram que há cerca de 40 milhões de anos, quando A Austrália é quente, úmida e densamente arborizadaA paisagem do sul da Austrália está sendo erodida de forma extremamente lenta – menos de um metro a cada milhão de anos.
Isto é muito mais lento do que em áreas montanhosas como os Andes na América do Sul ou os Alpes do Sul na Nova Zelândia. No entanto, esta taxa de erosão é semelhante a algumas das áreas mais estáveis da Terra atualmente, como o deserto do Atacama ou os vales secos da Antártica.
Calculámos que seriam necessários cerca de 1,6 milhões de anos para que a areia da praia rica em zircão se deslocasse do local de erosão até ao seu local de sepultamento final na costa. Durante este transporte muito lento de sedimentos, muitos dos minerais menos duráveis decompõem-se ou dissolvem-se gradualmente devido ao intemperismo. O que resta são os minerais mais elásticos, como o zircão, que gradualmente se concentram.
Com o tempo, esse processo natural de filtragem produziu depósitos de areia de praia ricos em zircão economicamente valioso e outros minerais estabilizadores.
As descobertas também capturam um ponto de viragem na evolução da paisagem da região. Após um período de relativa estabilidade, as alterações climáticas, o movimento da Terra e o nível do mar desencadearam uma erosão mais rápida. Os sedimentos também começam a se mover mais rápido.
novo relógio de cristal
Este “relógio cósmico” ajuda a explicar a riqueza mineral na orla da planície de Nullarbor, incluindo A maior mina de zircão do mundo: Jacinth-Ambrosia. A mina produz cerca de um quarto do suprimento mundial de zircão.
Grandes quantidades de zircão são usadas na fabricação de cerâmica, então é provável que muitos de nós tenhamos sido expostos a esses minerais, que estão na superfície da Terra há muito mais tempo do que a existência de nossa espécie.
Ao ler as impressões digitais dos raios cósmicos nos zircões, temos agora um novo relógio geológico que pode medir processos antigos na superfície da Terra.
Estudar paisagens modernas onde os processos superficiais podem ser medidos de forma independente ajudará a refinar e expandir a sua utilização, mas o potencial é enorme. Como o criptônio e o zircão são estáveis, a técnica poderia ser aplicada a períodos da história da Terra há centenas de milhões de anos.
Isto abre a possibilidade de estudar as respostas da paisagem a alguns dos principais eventos da história da Terra, por ex. A ascensão das plantas terrestres Cerca de 500-400 milhões de anos atrás, mudou a superfície e a atmosfera da Terra.
Para isso, podemos analisar cristais de zircão preservados em sedimentos fluviais daquela época, o que pode nos permitir medir até que ponto a chegada de plantas terrestres remodelou a erosão, o transporte de sedimentos e a estabilidade da paisagem.
As paisagens da Terra preservam memórias presas em minerais formados por raios cósmicos. Ao aprender a ler este “relógio cósmico”, encontramos uma nova forma de compreender a história por trás desta paisagem icónica. Talvez mais importante ainda, fornece um modelo para possíveis mudanças futuras.
