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石灰巖和鐵揭示了10萬年前西澳大利亞令人費解的極端降雨

石灰巖


石灰巖和鐵揭示了10萬年前西澳大利亞令人費解的極端降雨


石灰巖和鐵揭示了10萬年前西澳大利亞令人費解的極端降雨 。來源：Karel Topič / Unsplash.
據《對話》（Milo Barham、AndrejŠmuc、John Allan Webb、Kenneth McNamara、Martin Danisik和Matej Lipar）：地球近六分之一的陸地表面覆蓋著超凡脫俗的景觀，這個名字可能也不熟悉：喀斯特 。這些景觀就像自然雕塑公園，戲劇性的地形上點綴著洞穴和基巖塔，這些洞穴和塔是數千年來由水慢慢雕刻而成的 。
喀斯特景觀美麗而生態重要 。它們還代表了地球過去溫度和濕度水平的記錄 。
然而，要準確地弄清楚喀斯特景觀是什么時候形成的，可能非常具有挑戰性 。在我們今天發表在《科學進展》上的新工作中 ， 我們展示了一種發現這些神秘景觀年齡的新方法，這將有助于我們更詳細地了解我們星球的過去 。
挑戰
巖溶是由物質的移除來定義的 。我們今天看到的巖石塔和洞穴是過去潮濕時期水溶解其余部分后留下的 。
這就是為什么他們的年齡很難確定 。你如何確定某物失蹤的日期？
傳統上，科學家們通過對上方和下方的物質進行年代測定，對巖溶表面的年齡進行了粗略的分類 。然而 ， 這種方法模糊了我們對古代氣候事件以及生態系統如何反應的理解 。
地質鐘
在我們的研究中，我們找到了一種方法來測量與巖溶景觀同時形成的卵石大小的鐵結核的年齡 。
該方法的技術名稱為（U/Th）-He年代學 。在其中，我們測量了鐵結核中微量元素鈾和釷的自然放射性衰變產生的氦量 。通過比較樣品中鈾、釷和氦的含量，我們可以非常準確地計算出結核的年齡 。
我們測定了西澳大利亞南邦國家公園標志性的Pinnacles沙漠中富含鐵結核的微觀碎片的年代 。
這個世界著名的景點以其超凡脫俗的喀斯特景觀而聞名，在沙質沙漠平原上，數英畝的石灰巖柱高聳數米 。尖峰巖是世界上最廣泛的風吹碳酸鹽巖帶的一部分，沿西澳大利亞州西南沿海延伸1000多公里 。
我們檢查了從石灰巖尖塔表面移除的多個鐵結核的微觀碎片 。在形成巖溶的強烈風化期間，這些結核在石灰巖頂部的土壤中形成 。因此，它們充當了塑造該地區的環境條件的時間膠囊 。
大濕
我們一致發現鐵結核的生長年齡約為10萬年 。這一日期得到了巖溶表面上下巖石已知年齡的支持，證明了我們新方法的可靠性 。
在化學反應導致古土壤中富鐵結核生長的同時，石灰巖基巖迅速而廣泛地溶解，只留下今天看到的殘余石灰巖尖塔 。
通過檢查該地區的整個巖石序列，我們認為這段強烈風化時期是西澳州這一地區至少在過去50萬年里最潮濕的時期 。
我們不知道是什么導致了降雨量的增加 。這可能是大氣環流模式的變化，也可能是沿海岸流動的古列文流的更大影響 。
如此潮濕的時期與該地區最近的干旱和日益干燥的氣候形成了鮮明對比 。
對我們過去的影響
富含鐵的結核并非南邦尖峰所獨有 。最近，它們被用來追蹤澳大利亞其他地方過去發生的巨大環境變化 。
確定這些鐵結核的年代將有助于更好地記錄過去300萬年來隨著冰蓋的擴大和縮?。厙蚱虻木緦也ǘ?。
了解這段時間巖溶形成的時間和環境背景，可以深入了解過去的氣候條件、環境和古代生物生活的景觀 。
氣候變化及其導致的環境變化在塑造生態系統方面至關重要 。特別是，它們對我們的古代人類和人類祖先產生了深遠的影響 。
通過將巖溶形成與特定的氣候區間聯系起來，我們可以更好地了解這些環境變化如何影響早期人類 。
期待
我們對導致過去景觀形成的條件以及居住在那里的動植物了解得越多，我們就越能理解塑造我們今天看到的生態系統的進化壓力 。這反過來為為未來的變化做好準備提供了寶貴的信息 。
隨著人類驅動的氣候變化加速，了解過去的氣候變化和生物圈反應使我們掌握了預測和減輕未來影響的知識 。
更精確地確定巖溶特征的年代似乎是一件小事 ， 但它將幫助我們了解當今的景觀和生態系統如何應對正在發生和未來的氣候變化 。
相關：澳大利亞石灰巖尖峰中發現的鐵金塊揭示了地球的古老氣候 據科廷大學：西澳大利亞州的Pinnacles是世界上最大的風吹石灰巖帶的一部分，橫跨1000多公里，其中發現了富含鐵的小型地層，為地球古老的氣候和不斷變化的景觀提供了新的見解 。
新的研究發現，這些尖峰形成于大約10萬年前，當時是該地區過去50萬年來最潮濕的時期 ， 與今天西澳大利亞州的地中海氣候非常不同 。
主要作者、科廷地球與行星科學學院兼職研究員、現就職于斯洛文尼亞科學與藝術學院（ZRC SAZU）研究中心的Matej Lipar博士表示，南邦國家公園壯觀的手指狀石峰是一種由水溶解巖石形成的巖溶 。
Lipar博士說：“這些地層為了解古代氣候和環境提供了至關重要的見解，但到目前為止 ， 準確測定它們的年代一直極具挑戰性 ?！?。
“喀斯特景觀，如南邦國家公園的喀斯特景觀，在全球范圍內都有發現，是環境變化的敏感指標 。在準確的時間線內研究它們有助于我們了解地球地質系統如何應對氣候變化 。
“我們發現，這一時期是過去50萬年來當地最潮濕的時期 ， 與澳大利亞其他地區不同，與西澳大利亞州目前的地中海氣候相去甚遠 。
“在此期間，大量的水導致石灰巖溶解 ， 形成了獨特的尖峰柱，為鐵結核的發育創造了理想的環境 ?！?br>來自John de Laeter中心的Curtin合著者Martin Danišík副教授說，富含鐵的結核充當了地質鐘，從少量天然鈾和釷的持續放射性衰變中捕獲氦 。
Danišík博士說：“測量這種氦可以精確記錄結節形成的時間 。” 。
“這項研究中開發的創新測年技術顯示，結核的歷史可以追溯到大約10萬年前，突出了一個異常潮濕的氣候時期 ?！?br>該研究的合著者、地球與行星科學學院科廷礦物系統時間尺度小組的Milo Barham副教授表示，能夠重建過去的氣候變化非常重要 ， 因為它為在過去300萬年的劇烈氣候波動中更廣泛地理解人類進化和生態系統提供了背景 。
Barham博士說：“這一新知識將增強我們對全球環境和生態系統的理解，幫助我們為全球變暖做好準備，并減輕其影響 ?！?。
“這項研究不僅推進了科學知識的發展，還為氣候歷史和環境變化提供了實用的見解，與任何關心我們星球現在和未來的人有關 。”