Αυτό το ιστολόγιο γράφτηκε για εμάς από τη Louise Guillaume, μια πρώτης τάξης πτυχιούχος MSci Geology από το Imperial College του Λονδίνου. Η Louise έχει ιδιαίτερα ενδιαφέροντα για την ηφαιστειολογία, τη γεωχημεία, την επιστημονική επικοινωνία και την αλληλεπίδραση κοινωνικών και φυσικών επιστημών. Σε αυτό το κομμάτι περιγράφει την πρόσφατη έρευνά της σχετικά με τη δυναμική των φύλλων πάγου και εξετάζει τι μπορεί να μας πει για την άνοδο της στάθμης της θάλασσας στο γεωλογικό παρελθόν.
Θα θέλατε να γράψετε για το ιστολόγιο της Γεωλογικής Εταιρείας; Θέλουμε να ακούσουμε από εσάς! Επικοινωνήστε μαζί μας στο [email protected] με την ιδέα σας.
Όταν διαχωριστούν τα φύλλα πάγου…
Προς το τέλος του Τελευταία περίοδος παγετώνων, πριν από 14.650 χρόνια, συνέβη μια από τις πιο γρήγορες ανόδους της στάθμης της θάλασσας του πρόσφατου γεωλογικού χρόνου. Αυτό το γεγονός, γνωστό στους επιστήμονες ως Παλμός Meltwater 1a (MWP-1a), προκάλεσε παγκόσμια άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά περίπου 16 μέτρα σε μόλις 350 χρόνια. Όμως, από πού προήλθε το μεγαλύτερο μέρος αυτού του νερού τήξης εξακολουθεί να αποτελεί θέμα διαφωνίας.
Μια πρόταση είναι ότι ο διαχωρισμός των στρωμάτων πάγου Laurentide και Cordilleran της Βόρειας Αμερικής προκάλεσε την επιτάχυνση της παραγωγής του λιωμένου νερού μεταξύ των μαζών πάγου (Gregoire et al., 2012). Μέχρι τώρα, ήταν δύσκολο να περιοριστεί ο χρονισμός αυτού του διαχωρισμού, και επομένως δύσκολο να γνωρίζουμε εάν συνέπεσε με τον παλμό του νερού τήξης.
Ενώ ο χρόνος παραμένει ελάχιστα κατανοητός, η γεωγραφική θέση του διαχωρισμού είναι ευρέως γνωστή. Η δουλειά μας χρησιμοποιήθηκε Ηλικιακή χρονολόγηση έκθεσης σε κοσμογονικό ισότοπο για τον προσδιορισμό των σημείων διαχωρισμού κατά μήκος της γραμμής ραφής μεταξύ των φύλλων πάγου χρησιμοποιώντας δείγματα από παγετώδεις ακανόνιστες ογκόλιθους, σε αυτό που είναι ο σημερινός Δυτικός Καναδάς. Από αυτή την εργασία, μπορέσαμε να συμπεράνουμε εάν ο χρονισμός του ράμματος ήταν συμπτωματικός με τον παλμό Meltwater 1a.
-
Ο διαχωρισμός των παγετώνων Laurentide και Cordilleran κατά τη διάρκεια της απομάκρυνσης παγετώνων με κατά προσέγγιση περιορισμούς ηλικίας (ημερομηνίες ραδιοανθράκων). Οι θέσεις δειγματοληψίας ελήφθησαν από μια τομή κατά μήκος της γραμμής ραφής στις επαρχίες της Βρετανικής Κολομβίας και της Αλμπέρτα. Με βάση στοιχεία από τον Dyke, 2004. -
Η στρατηγική δειγματοληψίας για ασταθείς ογκόλιθους πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις τοπικές επιπτώσεις. Βασισμένο σε διάγραμμα του Anders Carlson, 2016. CIS, LIS = Cordilleran, Laurentide ice sheets. -
Τοποθεσίες όπου έγινε δειγματοληψία ογκόλιθων και βράχου, μέχρι σήμερα ο διαχωρισμός και το τέλος της κατάρρευσης της σέλας. Η μεγαλύτερη ηλικία έκθεσης και η μικρότερη σε ABS και BCN αντίστοιχα. Δορυφορική εικόνα: Google Earth.
Χρονολόγηση διαχωρισμού φύλλου πάγου με κοσμογονικά ισότοπα
Οι κοσμικές ακτίνες εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης από το διάστημα. Αλληλεπιδρούν με άτομα στην ατμόσφαιρα και σε πετρώματα στην επιφάνεια της Γης και προκαλούν ψαλιδισμα (η διάσπαση των ατομικών πυρήνων σε νέα στοιχεία). Ένα σπάνιο ισότοπο που κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο είναι το βηρύλλιο-10, το οποίο προέρχεται από την εκτίναξη οξυγόνου ή αζώτου. Όσο περισσότερο εκτίθεται μια επιφάνεια στην ατμόσφαιρα, τόσο περισσότερο 10Το Be δημιουργείται από αυτές τις αντιδράσεις.
Τα κοσμογονικά ισότοπα λειτουργούν ως ρολόι, καταγράφοντας πόσο καιρό μια επιφάνεια έχει εκτεθεί στην επιφάνεια της Γης (ή δεν θαφτεί από άλλο επιφανειακό υλικό). Μετρώντας τον αριθμό των 10Είναι άτομα παγιδευμένα σε κρυστάλλους χαλαζία σε παγετώδεις βράχους, μπορούμε να υπολογίσουμε πόσος καιρός έχει περάσει από τότε που απελευθερώθηκαν από τον πάγο που τα θωράκισε αρχικά. Για να γίνει αυτός ο υπολογισμός, πρέπει να γίνουν διορθώσεις με βάση το γεωγραφικό πλάτος και το υψόμετρο κάθε δείγματος, καθώς και τυχόν τοπική θωράκιση που μπορεί να είχε ο ογκόλιθος, όπως η βλάστηση.
Αυτή η μέθοδος χρονολόγησης βασίζεται στην υπόθεση ότι τα πετρώματα στην επιφάνεια εκτίθενται σε σταθερά επίπεδα κοσμικών ακτίνων από την ατμόσφαιρα. Οι βράχοι μπορούν να κληρονομήσουν περισσότερα 10Να είναι από το αναμενόμενο κατά τη διάρκεια πολλαπλών ή προηγούμενων περιόδων έκθεσης που μπορεί να οδηγήσουν σε μεγαλύτερη εκτίμηση της ηλικίας. Το αντίθετο μπορεί να ισχύει εάν θωρακίζονται από μεταπαγετώδη χαρακτηριστικά όπως λίμνες ή μέχρι που μειώνουν την έκθεση στις κοσμικές ακτίνες και μειώνουν την εκτίμηση της ηλικίας. Για να μειωθούν τέτοιες αβεβαιότητες, συλλέχθηκαν πολλά δείγματα σε αυτή τη μελέτη σε κάθε τοποθεσία και υπολογίστηκε μια μέση ηλικία έκθεσης μετά την αφαίρεση των ακραίων τιμών.
Δείγματα πετρωμάτων που συλλέχθηκαν στο χωράφι μεταφέρθηκαν σε ένα εργαστήριο όπου απομονώσαμε τον χαλαζία και από αυτό το βηρύλλιο. Ένα ιδιαίτερα ευαίσθητο φασματόμετρο μάζας (Φασματόμετρο μάζας επιταχυντή) μπορεί να μετρήσει την αναλογία του 10Να είστε στα κοινά 9Να είναι ισότοπο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να μεταφραστεί σε ηλικία έκθεσης.
Γεωλογικές και Ανθρωπολογικές Επιπτώσεις
Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο διαχωρισμός έγινε από 15,4 ka -13,8 ka. Αυτή η χρονική στιγμή συμπίπτει, αλλά εκτείνεται πέρα από την ήδη γνωστή περίοδο ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Έτσι, το μυστήριο του MWP-1a δεν μπορεί να θεωρηθεί πλήρως λυμένο. Είναι πιθανό ότι υπήρχαν πολλές πηγές για αυτό το αξιοσημείωτο σήμα τήγματος, με τον διαχωρισμό των πάγων της Βόρειας Αμερικής να αποτελεί μόνο μέρος της συμβολής.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα συνέπεια του χρονισμού είναι η επίπτωση για την άφιξη των πρώιμων ανθρώπων στη βορειοαμερικανική ήπειρο. Η χρήση ενός διαδρόμου χωρίς πάγο μεταξύ των μαζών πάγου Laurentide και Cordilleran στη βορειότερη Αμερική έχει προταθεί ως βιώσιμη διαδρομή για αυτήν την πρώτη μετανάστευση. Ωστόσο, αρχαιολογικά στοιχεία έχουν δείξει ότι οι άνθρωποι ήταν παρόντες στη Βόρεια Αμερική στο Cooper’s Ferry τοποθεσία ήδη από 16 κα (Davis et al., 2019). Η χρονολόγηση του τελικού χωρισμού υποδηλώνει ότι αυτοί οι πρώτοι άνθρωποι δεν θα μπορούσαν να έχουν φτάσει μέσω ενός τέτοιου διαδρόμου, καθώς θα ήταν ακόμα απρόσιτος για άλλα δύο χιλιάδες χρόνια. Αυτό υποδηλώνει ότι η πρώιμη μετανάστευση έγινε πιθανότατα από άλλες διαδρομές, όπως μέσω της ακτής του Ειρηνικού.
βιβλιογραφικές αναφορές
Davis, LG, Madsen, DB, Becerra-Valdivia, L., Higham, T., Sisson, DA, Skinner, SM, Stueber, D., Nyers, AJ, Keen-Zebert, A., Neudorf, C., Cheyney , M., Izuho, M., Iizuka, F., Burns, SR, Epps, CW, Willis, SC και Buvit, I., 2019, Ύστερη Ανώτερη Παλαιολιθική Κατοχή στο Cooper’s Ferry, Αϊντάχο, ΗΠΑ, ~16.000 χρόνια πριν : Science, τ. 365, αρ. 6456, σελ. 891-897.
Dyke, AS, 2004, An outline of North American deglaciation with έμφαση στον κεντρικό και βόρειο Καναδά: Quaternary Glaciations – Extent and Chronology, v. 2, p. 373-424.
Gregoire, LJ, Payne, AJ, and Valdes, PJ, 2012, Deglacial rapid sea level υψώσεις που προκαλούνται από καταρρεύσεις σέλας πάγου: Nature, τ. 487, αρ. 7406, σελ. 219-222.
von Blanckenburg, F., και Willenbring, J., 2014, Cosmogenic Nuclides: Dates and Rates of Earth-Surface Change: Elements,v. 10, αρ. 5, σελ. 342.
Αυτή η έρευνα διεξήχθη από τη Louise Guillaume, Imperial College του Λονδίνου, σε συνεργασία με τον Dr. Dylan Rood, τον Dr. Anders Carlson και τον Dr. Alberto Reyes.
