كيف تعمل الساعة الكونية للأرض
تعتمد الأرض على ساعة كونية مخبأة داخل بلورات الزركون تقيس المدة التي ظلت فيها حبيبات الرمل أو الصخور مكشوفة على سطح الأرض عبر الأشعة الكونية التي تسقط على سطحها وتكوّن نظائر ذرية داخل الصخور القريبة من السطح. وتُعد الكريبتون الغازاً nabيلاً مستقرّاً يتراكم داخل هذه البلورات عبر ملايين السنين. ومن خلال تحليل الكريبتون المحبوس داخل البلورات باستخدام تقنيات مثل التحليل بالليزر، يستطيع العلماء قياس زمن التعرض والتعرية على سطح الأرض وتحديد مدة بقاء الحبيبات مكشوفة قبل أن تُدفن أو تنتقل إلى بيئات جيولوجية أخرى.
تحليل بلورات الزركون في سهل نولاربور
أجرى فريق البحث تحليل عينات أسطوانية من التربة في سهل نولاربور بجنوب أستراليا، وهو منطقة معروفة برمالها الشاطئية الغنية ببلورات الزركون. وبعد جمع العينات، استخدم العلماء تقنية الليزر لتبخير بلورات الزركون بدقة عالية، ثم قاسوا كميةغاز الكريبتون المنبعثة منها. وأظهرت النتائج أن البلورات التي احتوت كميات أكبر من الكريبتون قضت فترات أطول على سطح الأرض قبل دفنها أو انتقالها إلى بيئات جيولوجية أخرى.
تضاريس قديمة مستقرة عبر ملايين السنين
تشير نتائج الدراسة إلى أن قبل نحو 40 مليون عام شهدت المناطق الجنوبية من أستراليا تغيرات تضاريسية بطيئة، مع معدلات التعرية أقل من متر واحد لكل مليون سنة، وهو معدل يقارن بما يحدث اليوم في أشد الصحارى جفافاً. واستغرقت الرمال الشاطئية الغنية بالزركون نحو 1.6 مليون سنة للانتقال من مصدرها الأصلي إلى الساحل ثم دفنها تحت طبقات رسوبية لاحقة.
عملية ترشيح طبيعية تشكل شواطئ أستراليا
تجري هذه العملية الطويلة من التعرية ترشيحاً تدريجياً يزيل المعادن الأقل صلابة ويترك فقط الحبيبات الأكثر صلابة، مثل الزركون والمعادن الثقيلة الأخرى. كما ساعد ارتفاع مستويات البحار واستقرار النشاط التكتوني في تلك الفترة على إبقاء معدلات التعرية منخفضة، ما أتاح تراكم الرواسب على مدى ملايين السنين دون اضطراب كبير.
لماذا تُعد شواطئ أستراليا غنية بالزركون
يشرح عالم الجيولوجيا في جامعة كيرتن أنماط الترشيح هذه تعرف بــ«الترشيح الطبيعي»، حيث تترك الطبيعة مع الوقت المعادن الأكثر صلابة ومقاومة. ويؤكد أن هذه الظاهرة هي السبب الرئيسي وراء ثراء شواطئ أستراليا بالزركون والمعادن الثقيلة الأخرى، مما يجعلها من بين أغنى الشواطئ عالميًا بهذا النوع من الموارد الجيولوجية.
