Skamieniałe pioruny ujawniają kiedy uderzyły starożytne burze

Kiedy piorun uderza w szczyt góry, może błyskawicznie stopić skały, pozostawiając wąską szklistą bliznę zwaną fulgurytem. Teraz naukowcy wykazali, że te skamieniałe pioruny to zegary geologiczne, które rejestrują upływ czasu. Technika ta oferuje geologom sposób na datowanie burz sprzed dziesiątek tysięcy lat i może dać im wgląd w starożytne wzorce klimatyczne.

„To bardzo ciekawa i genialna metoda” – mówi Rafael Navarro González, chemik z National Autonomous University of Mexico, University City, który nie brał udziału w badaniu.

Pod wpływem czynników atmosferycznych szkliwa takie jak fulguryt powoli i równomiernie pochłaniają wilgoć, „jak gąbka” – mówi Jonathan Castro, wulkanolog z Johannes Gutenberg University of Mainz. W przeszłości naukowcy próbowali zmierzyć ilość wody w zewnętrznych warstwach szklistych artefaktów archeologicznych, takich jak groty strzał z obsydianu, aby określić, jak długo były one odsłonięte. Jednak metoda była skomplikowana, mówi Castro.

Częściowo problem polega na tym, że wiele z tych szkliw pochodzi z wulkanów i zawiera wodę już w momencie ich powstania. Woda ta może utrudniać pomiary nowej wody wchłoniętej w pobliżu powierzchni szkła. Ale Castro uważał, że w fulgurytach uderzenie pioruna może wyparować resztkową wilgoć wewnętrzną.

Aby to zbadać, on i jego zespół najpierw stworzyli własne sztuczne fulguryty. Wstrząsnęli rdzeniami skał wulkanicznych za pomocą spawarki łukowej, podnosząc temperaturę do 10 000°C. Wytrząsanie skał spowodowało wygotowanie większości wilgoci w pobliżu powierzchni próbek. Oznacza to, że uderzenia pioruna inicjują geologiczny stoper w momencie powstania fulgurytu.

Szklisty fulguryt znaleziony na szczycie wulkanu South Sister w Oregonie. CASTRO I IN., EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS (2020) 10.1016 / J.EPSL.2020.116595

„Po raz pierwszy pokazują, że zawartość wody całkowicie spada” podczas uderzenia pioruna, pozostawiając czystą powierzchnię, na której może gromadzić się woda środowiskowa – mówi geochemik Matthew Pasek z University of South Florida.

Następnie naukowcy próbowali zastosować system datowania do naturalnych fulgurytów. Wspięli się na wulkaniczne szczyty w Oregonie, aby wydobyć błyszczące, czarne próbki. Jak mówi Castro, szkliste skały „wyróżniają się w wyraźnym reliefie” od otaczających skał.

Dokładna inspekcja zewnętrznych powierzchni fulgurytów ujawniła wyższy poziom wilgoci, który gwałtownie spadał w głąb skały. Te profile wilgoci zachowywały się bardzo „matematycznie”, mówi Castro – dobre do datowania. Naukowcy skalibrowali swój zegar, korzystając z modeli komputerowych, aby ustalić, jaka szybkość wchłaniania wilgoci najlepiej odpowiada profilom widocznym w próbkach.

Odkryli, że niektóre z fulgurytów (i burz, które je stworzyły) miały setki lat. Co ważniejsze, metoda ta może datować skały w ciągu dziesięcioleci lub stuleci – donoszą Castro i jego współpracownicy w Earth and Planetary Science Letters. Zapewnia to lepszą rozdzielczość czasową niż w przypadku technik polegających na bombardowaniu skał promieniami kosmicznymi. Zespół jest przekonany, że oprócz rzucenia światła na historyczne wzorce wyładowań atmosferycznych nowa metoda może ujawnić, kiedy szczyty gór stały się podatne na uderzenia piorunów.

Na przykład fulguryty mogą pokazać, kiedy lodowce z epoki lodowcowej zaczęły się cofać. Geolodzy już wiedzą, gdzie: Górzyste stosy gruzu, zwane morenami czołowymi, rejestrują najdalszy ciąg napierającego lodowca. W regionach górskich moreny te powinny obejmować fulguryty. Datując je, naukowcy mogą określić czas odwrotu, co może pomóc w rekonstrukcji minionych trendów klimatycznych, mówi Castro. „Będą bardzo skutecznym sposobem na utrwalenie wieków moren”.

Źródło: Nikk Ogasa

Lightning-induced weathering of Cascadian volcanic peaks

Zdjęcie: CASTRO I IN ., EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS (2020) 10.1016 / J.EPSL.2020.116595

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x