الإشارات الكونية المحاصرة في المعادن تعيد كتابة التاريخ الجيولوجي لأستراليا

قدم العلماء تقنية جديدة لكشف التاريخ القديم للمناظر الطبيعية للأرض. يمكن لهذه الطريقة تسليط الضوء على كيفية استجابة البيئات للنشاط الجيولوجي وتغير المناخ، بينما تساعد أيضًا في تحديد المناطق التي قد تحتوي على رواسب معدنية قيمة.

جامعة كيرتن طور العلماء طريقة جديدة لاستكشاف التاريخ العميق للمناظر الطبيعية في أستراليا. تقدم هذه التقنية أدلة مهمة حول كيفية استجابة سطح الأرض للقوى الجيولوجية وتغير المناخ على المدى الطويل، بينما تساعد أيضًا في تحديد الأماكن التي يمكن أن تتركز فيها الرواسب المعدنية القيمة.

تم إجراء البحث من خلال تعاون دولي بقيادة مجموعة كيرتن للجداول الزمنية للأنظمة المعدنية في كلية علوم الأرض والكواكب، جنبًا إلى جنب مع باحثين من جامعة غوتنغن وجامعة كولونيا. ركز الفريق على بلورات الزركون المجهرية المحفوظة في الرمال الساحلية القديمة.

يعد الزركون من بين المعادن الأكثر مرونة الموجودة على الأرض. تسمح متانتها بمقاومة العوامل الجوية والتآكل والنقل عبر أنظمة الأنهار وعلى طول السواحل على مدى ملايين السنين، مما يجعلها حافظة سجلات مثالية للعمليات الجيولوجية.

يوجد داخل كل بلورة زركون كمية ضئيلة من الكريبتون، وهو غاز نادر يتشكل عندما تنكشف المعادن على سطح الأرض وتضربها الأشعة الكونية (جسيمات دون ذرية مشحونة عالية الطاقة من الفضاء). يتراكم هذا الغاز ببطء مع مرور الوقت، مما يسجل تاريخًا من التعرض للسطح.

قياس التآكل من خلال “الساعة الكونية”

ومن خلال تحليل الكريبتون المحتجز داخل حبيبات الزركون، تمكن الباحثون من تحديد مدة بقاء البلورات بالقرب من سطح الأرض قبل دفنها. تعمل هذه العملية بمثابة “ساعة كونية” طبيعية، مما يسمح للعلماء بإعادة بناء مدى سرعة تآكل المناظر الطبيعية القديمة وتغيرها عبر فترات زمنية جيولوجية واسعة.

وقال المؤلف الرئيسي وزميل أبحاث كيرتن المساعد، الدكتور ماكسيميليان درولنر، ومقره أيضًا في جامعة غوتنغن، إن هذه الطريقة تفتح الباب لدراسة المناظر الطبيعية الأقدم بكثير من تلك التي يمكن الوصول إليها باستخدام التقنيات السابقة. يمكن لهذه الأفكار أن تحسن فهم كيفية تفاعل سطح الأرض مع التحولات المناخية المستقبلية والنشاط التكتوني.

وقال الدكتور درولنر: “يُظهر تاريخ كوكبنا أن القوى المناخية والتكتونية يمكنها التحكم في كيفية تصرف المناظر الطبيعية على فترات زمنية طويلة جدًا”.

“يساعدنا هذا البحث على فهم ما يحدث عندما تتغير مستويات سطح البحر وكيف تؤثر حركات الأرض العميقة على تطور المناظر الطبيعية.”

عندما تتوقف المناظر الطبيعية وتستمر

تظهر النتائج أنه عندما تكون المناظر الطبيعية مستقرة من الناحية التكتونية وتبقى مستويات سطح البحر مرتفعة، يتباطأ التآكل بشكل كبير ويمكن أن تظل الرواسب مخزنة ويعاد تشكيلها بالقرب من السطح لملايين السنين.

وقال البروفيسور كريس كيركلاند، المؤلف المشارك والجداول الزمنية لمجموعة الأنظمة المعدنية، إن هذا له أهمية لفهم تطور سطح الكوكب على مدى مليارات السنين، ولكن أيضًا للتخطيط المجتمعي المستقبلي وإدارة الأراضي.

وقال البروفيسور كيركلاند: “بينما نقوم بتعديل النظم الطبيعية، يمكننا أن نتوقع تغييرات في كيفية تخزين الرواسب في أحواض الأنهار وعلى طول السواحل والجرف القاري”.

“تظهر نتائجنا أن هذه العمليات يمكن أن تعيد تشكيل المناظر الطبيعية بشكل أساسي، وليس فقط السواحل، مع مرور الوقت.”

الآثار المترتبة على الموارد المعدنية

وقال المؤلف المشارك، الأستاذ المشارك ميلو بارهام، وهو أيضًا من مجموعة Timescales of Mineral Systems Group، إن الدراسة لها أيضًا آثار مهمة على الموارد المعدنية في أستراليا.

وقال الأستاذ المشارك برهام: “لا يؤثر المناخ على النظم البيئية وأنماط الطقس فحسب، بل يتحكم أيضًا في المكان الذي تنتهي فيه الموارد المعدنية ومدى إمكانية الوصول إليها”.

“إن فترات تخزين الرواسب الممتدة تسمح للمعادن المعمرة بالتركيز تدريجيًا بينما تتحلل المواد الأقل استقرارًا، مما يفسر سبب استضافة أستراليا لبعض أهم رواسب الرمال المعدنية في العالم.

“إن فهم هذه الروابط أمر بالغ الأهمية مع استمرار نمو الطلب على هذه المعادن، لأنه يوفر منظورا طويل الأجل يمكن أن يحسن النماذج المستخدمة للتنبؤ بالنتائج البيئية والموارد المستقبلية الناشئة عن التغييرات في أنظمة الرواسب هذه.”

المرجع: “تتبع تطور المناظر الطبيعية القديمة من خلال الكريبتون الكوني في الزركون الفتات” بقلم ماكسيميليان درولنر، وميلو بارهام، وكريستوفر إل. كيركلاند، وتارين شارف، وسابرينا نيماير، وتيبور ج. دوناي، 13 يناير 2026، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2516058122

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.