Введение

Ландшафты Австралии, известные своими красными оттенками, являются не только символом страны, но и хранилищем древней культуры аборигенов, записанной в песенных линиях на протяжении тысячелетий. Однако недавние исследования, основанные на данных, полученных из космоса, раскрывают еще более древнюю историю этих территорий. Это открытие стало возможным благодаря так называемым «космическим часам», которые оставляют следы в минералах на поверхности Земли.

Древние ландшафты Австралии

Земная поверхность постоянно меняется под воздействием противоборствующих сил эрозии и подъема, что создает динамическую картину ландшафта. Например, горы поднимаются, а затем постепенно разрушаются под воздействием атмосферных явлений. Понимание поведения ландшафтов в течение глубокого времени – миллионов и миллиардов лет назад – необходимо для предсказания реакций экосистем на будущие изменения.

Раскрытие древних пляжей

В нашем новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, мы показали, как анализ кристаллов циркона позволяет заглянуть в прошлое. Путем бурения мы извлекли образцы, которые показывают, что в прошлом пляжи, находившиеся на территории Налларбор Плейн в южной Австралии, когда-то были рядом с океаном, но теперь находятся более чем в 100 километрах от него. Эти захороненные береговые линии документируют удивительные трансформации ландшафта, который когда-то был морским дном, затем лесом с гигантскими кенгуру и сумчатыми львами, а сегодня является одной из самых плоских и сухих мест на Земле.

Космогенные криптоны: ключ к прошлому

Земля постоянно подвергается bombardment со стороны космических лучей – высокоэнергетических частиц, возникающих в результате взрывов звезд. Эти космические лучи, хотя и меньше атомов, при столкновении с минералами на поверхности Земли создают новые элементы, известные как космогенные нуклиды. Измерение этих нуклидов позволяет оценить скорость изменений ландшафта, однако многие из них имеют короткий срок жизни, что делает их неподходящими для изучения древних ландшафтов.

В нашем исследовании мы использовали космогенный криптон, сохранившийся в естественных кристаллах циркона. Эта методика стала возможной благодаря последним технологическим достижениям, так как криптон не распадается, а сохраняет информацию на протяжении десятков и даже сотен миллионов лет.

Стабильность древних земель

Результаты нашего исследования показали, что около 40 миллионов лет назад, когда Австралия была теплой и влажной, а ее поверхность покрыта пышными лесами, ландшафты южной Австралии подвергались крайне медленной эрозии – менее одного метра на миллион лет. Этот темп значительно медленнее, чем в горных регионах, таких как Анды или Южные Альпы, но сопоставим с самыми стабильными регионами на Земле, такими как пустыня Атакама или сухие долины Антарктиды.

Мы вычислили, что пески, богатые цирконом, перемещались от места эрозии до места окончательного захоронения на побережье около 1,6 миллиона лет. В процессе этого медленного перемещения многие менее устойчивые минералы постепенно разрушались или растворялись, оставляя только самые стойкие, такие как циркон.

Космические часы как инструмент геологии

Эти «космические часы» помогают объяснить минеральное богатство по краям Налларбор Плейн, включая крупнейшую в мире шахту циркона: Jacinth-Ambrosia, которая производит около четверти мирового запаса циркона. Циркон активно используется в производстве керамики, так что многие из нас уже имели контакт с минералами, которые провели гораздо больше времени на поверхности Земли, чем наше собственное существование как вида.

Заключение

Изучение следов космических лучей в цирконе открыло новую геологическую «часы» для измерения древних процессов на поверхности нашей планеты. Исследования современных ландшафтов, где процессы поверхности могут быть измерены независимо, помогут уточнить и расширить применение этой методики. Открытия, основанные на анализе кристаллов, не только углубляют наше понимание геологии, но и подчеркивают, как даже крошечные минералы могут хранить в себе огромные истории о нашем мире.