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Neben dem Panoramablick auf die Wüste stechen spektakuläre Dünen hervor. Die markanten Hügel gehören zu den höchsten Sanddünen der Erde und ihre Pyramidenformen werden durch ein Kreuzfeuer von Winden aus verschiedenen Richtungen geformt, wodurch spiralförmige Sandkämme entstehen, die sich von einem zentralen Gipfel nach außen drehen.
Während Sterndünen in Sandwüsten auf der ganzen Welt verbreitet sind, wundern sich Wissenschaftler schon lange über ihre Entstehung und ihr rätselhaftes Fehlen in den geologischen Aufzeichnungen.
Nun hat eine Untersuchung einer Sterndüne in Erg Chebbi, einer Region der marokkanischen Sahara-Wüste, Überraschungen hinsichtlich ihres Alters und Wachstums ans Licht gebracht – und deutet darauf hin, dass antike Beweise für Sterndünen die ganze Zeit über in der Öffentlichkeit verborgen gewesen sein könnten.
Mithilfe von Radarscans und Analysen tief in der Sterndüne vergrabener Sandkörner kartierten Wissenschaftler die innere Struktur des Hügels. Die Forscher errechneten, dass sich der älteste Teil der Dünenbasis vor etwa 13.000 Jahren gebildet hat. Doch rund 8.000 Jahre lang stellte das Forschungsteam fest, dass die Sterndüne – die 700 Meter lang und 100 Meter hoch ist – nicht viel wuchs. Tatsächlich sei der Großteil des Wachstums auf seine heutige Größe in den letzten 1.000 Jahren erfolgt, viel schneller als bisher angenommen, berichteten Forscher am 4. März in der Zeitschrift Scientific Reports.
„Ich fand ihre Ergebnisse sehr interessant, weil ich, wie die meisten Menschen, keine Ahnung hatte, dass sich Sterndünen so schnell aufbauen können“, sagte Andrew Goudie, emeritierter Professor für Geographie an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich, in einer E-Mail an CNN. Goudie, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war, war Mitautor einer im März 2021 veröffentlichten Studie, in der die globale Verbreitung von Sterndünen analysiert wurde.
Die Analysen der neuen Studie ergaben auch, dass sich die Düne bewegte.
„Es ist alles Migration“, sagte Geoff Duller, Co-Autor der Studie und Leiter der Abteilung für Geographie und Geowissenschaften an der Universität Aberystwyth in Wales. „Es bewegt sich etwa einen halben Meter pro Jahr“, was zeigt, dass Sterndünen ungefähr so aktiv sind wie die meisten anderen Dünen, sagte Duller gegenüber CNN.
„Zu wissen, wie schnell sich diese Dinge bewegen, ist für die Infrastruktur in diesen Gebieten sehr wichtig“, da ihre Migration Auswirkungen auf den Bau von Straßen oder Pipelines haben könnte, fügte er hinzu.
Unter der Oberfläche
Die neue Forschung konzentrierte sich auf die Sterndüne Erg Chebbi, die als Lala Lallia bekannt ist, was in der lokalen Berbersprache „der höchste heilige Punkt“ bedeutet. Der Hauptautor der Studie, Charles Bristow, emeritierter Professor für Sedimentologie am Birkbeck College der University of London, kartierte die Düne mit einem Team von Geologiestudenten. Sie sammelten ihre Daten Schritt für Schritt, gingen durch Lala Lallia und hielten alle 1,6 Fuß (0,5 Meter) an, um die Düne mit dem Bodenradar zu entdecken, „was im Treibsand harte Arbeit ist“, sagte Bristow in einer E-Mail gegenüber CNN.
Als diese Radiowellen von der Antenne des Empfängers reflektiert wurden, erzeugten sie hochauflösende Bilder, die die Formen der verschiedenen Sedimentschichten unter den Füßen der Forscher zeigten, erklärte Bristow.
Der nächste Schritt bestand darin, Sandproben aus verschiedenen Tiefen zu sammeln, um festzustellen, wann diese Sande abgelagert wurden. Zu diesem Zweck extrahierten Wissenschaftler Sandröhren aus Lala Lallia, indem sie eine flache Grube gruben und hohle Metall- oder Kunststoffrohre in die Düne hämmerten, „so dass wir am Ende diese kleinen Sandröhren in einem undurchsichtigen Behälter haben“, sagte Duller. . Im Labor untersuchten die Forscher anschließend einzelne Quarzsandkörner und Feldspatkristalle, um die über Jahrtausende in den dunklen Tiefen der Düne angesammelte Umweltstrahlung zu messen.
„Überall gibt es Radioaktivität in sehr geringen Mengen“, sagte Duller. „Ein Teil davon ist in den Kristallen gespeichert.“
Die Einwirkung von Tageslicht entferne die Strahlung aus diesen Kristallreservoirs innerhalb von 10 bis 30 Sekunden, fügte er hinzu. Aber sobald die Sandkörner vergraben sind, beginnt sich die Strahlung aus der sie umgebenden Umgebung anzusammeln. Im Aberystwyth-Labor ließen Wissenschaftler die gesammelten Körner gespeicherte Energie als Licht freisetzen und analysierten dann die Lichtintensität, um ihr Alter zu berechnen, eine Technik, die als optisch stimulierte Lumineszenzdatierung bezeichnet wird. Die Forscher beleuchteten die Mineralien, um die eingefangenen Elektronen freizusetzen, und erzeugten ein Lumineszenzsignal, das die Forscher dann maßen, um festzustellen, wie lange die Kristalle im Dunkeln waren.
„Je heller das Licht, desto älter das Sediment“, erklärte Duller. Durch die Messung der Helligkeit der Körner in verschiedenen Tiefen der Düne konnte das Forscherteam berechnen, wann sich die Struktur zum ersten Mal bildete, wann sie ihren größten Wachstumsschub erlebte und wie schnell sie sich bewegte.
Ein Rätsel gelöst
Die neuen Erkenntnisse lösen auch ein seit langem bestehendes Rätsel für Geologen: Wo sind all die alten Spuren von Sterndünen?
Wüstenumgebungen sind im Allgemeinen in den geologischen Aufzeichnungen gut erhalten, und Dünen hinterlassen in Schichten aus komprimiertem Sandstein Hinweise auf ihre ferne Vergangenheit. Aber antike Beweise für Sterndünen sind außerordentlich selten, mit Ausnahme eines bekannten Beispiels in Schottland aus der Perm-Trias (vor etwa 251,9 Millionen Jahren).
„Warum? Wo sind all die Sterndünen geblieben?“ fragte Duller. Die Antwort, schreiben die Wissenschaftler, könnte eine Frage der Perspektive sein. Die Sterndünen sind so groß; vielleicht wurden erodierte Teile ihrer erhaltenen Strukturen bereits als frei identifiziert. stehende Überreste anderer Dünentypen, berichteten die Studienautoren.
„Wenn man sich jedes einzelne Stück einer Sterndüne in den geologischen Aufzeichnungen ansieht, wird es wie etwas anderes aussehen“, sagte Duller. „Aber wenn man all diese Teile zusammenfügt – und man sieht diese großen, kreuz und quer verlaufenden Sandtröge in der Mitte, man kann sehen, wie sich diese Arme in alle Richtungen erstrecken – dann kann man getrost sagen: Es ist eine Sternendüne.“
Eine mögliche Erklärung dafür, warum alte Sterndünen so lange vernachlässigt wurden, ist, dass lange Zeit nicht bekannt war, wie häufig sie vorkommen, vermutete Goudie.
„Die Tatsache, dass Sterndünen in stratigraphischen Aufzeichnungen nicht häufig identifiziert wurden, kann zum Teil darauf zurückzuführen sein, dass viele Geologen sich der Sterndünen nicht sehr bewusst waren und nur Längsdünen und Barchans (halbmondförmige Dünen) kannten.“ sagte Goudie. „Dank Google Earth wissen wir jetzt, wie weit verbreitet diese Funktionen sind.“
Mindy Weisberger ist eine Wissenschaftsautorin und Medienproduzentin, deren Arbeiten in den Magazinen Live Science, Scientific American und How It Works erschienen sind.
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