Kalkstein und Eisen offenbaren rätselhafte extreme Regenfälle in Westaustralien vor 100.000 Jahren

Fast ein Sechstel der Erdoberfläche ist mit jenseitigen Landschaften bedeckt, deren Name Ihnen vielleicht auch unbekannt ist: Karst. Diese Landschaften ähneln natürlichen Skulpturenparks mit spektakulärem Gelände voller Höhlen und Felstürmen, die das Wasser über Jahrtausende hinweg langsam geformt hat.

Karstlandschaften sind großartig und ökologisch wichtig. Sie stellen auch eine Aufzeichnung der vergangenen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte der Erde dar.

Es kann jedoch recht schwierig sein, genau zu bestimmen, wann Karstlandschaften entstanden sind. In unserem neuen Werk, das heute veröffentlicht wurde Wissenschaftliche FortschritteWir zeigen einen neuen Weg, das Alter dieser rätselhaften Landschaften zu bestimmen, der uns helfen wird, die Vergangenheit unseres Planeten detaillierter zu verstehen.

Die Herausforderung

Karst wird durch den Abtrag von Material definiert. Die Felstürme und Höhlen, die wir heute sehen, sind die Überreste, nachdem das Wasser in früheren Regenperioden den Rest aufgelöst hatte.

Dies macht es schwierig, ihr Alter zu bestimmen. Wie datieren Sie das Verschwinden von etwas?

Traditionell haben Wissenschaftler das Alter einer Karstoberfläche grob durch die Datierung des darüber und darunter liegenden Materials definiert. Dieser Ansatz trübt jedoch unser Verständnis der antiken Klimaereignisse und der Reaktion der Ökosysteme.

Geologische Uhren

In unserer Studie haben wir eine Möglichkeit gefunden, das Alter kieselgroßer Eisenknollen zu messen, die sich gleichzeitig mit einer Karstlandschaft bildeten.

Diese Methode trägt den technischen Namen (U/Th)-He-Geochronologie. In dieser Arbeit messen wir die Heliummenge, die durch den natürlichen radioaktiven Zerfall winziger Mengen der Elemente Uran und Thorium in Eisenknollen entsteht. Durch den Vergleich der Mengen an Uran, Thorium und Helium in einer Probe lässt sich das Alter der Knötchen sehr genau berechnen.

Wir haben mikroskopisch kleine Fragmente eisenreicher Knollen aus der berühmten Pinnacles-Wüste im Nambung-Nationalpark in Westaustralien datiert.

Dieser weltberühmte Ort ist bekannt für seine unwirkliche Karstlandschaft, die aus Kalksteinsäulen besteht, die mehrere Meter über einer sandigen Wüstenebene aufragen. Die Pinnacles sind Teil des größten Gürtels windgeblasener Karbonatgesteine ​​der Welt und erstrecken sich über mehr als 1.000 km entlang der Südwestküste des Bundesstaates Washington.

Wir untersuchten mehrere mikroskopisch kleine Scherben von Eisenknollen, die von der Oberfläche von Kalksteinfelsen entfernt wurden. Diese Knötchen bildeten sich im Boden, der den Kalkstein bedeckte, während der Zeit intensiver Verwitterung, die zur Karstbildung führte. Dadurch dienen sie als Zeitkapseln der Umweltbedingungen, die die Region geprägt haben.

Das große Nass

Für das Wachstum von Eisenknollen haben wir durchweg ein Alter von etwa 100.000 Jahren ermittelt. Dieses Datum wird durch das bekannte Alter der Gesteine ​​über und unter der Karstoberfläche gestützt, was die Zuverlässigkeit unseres neuen Ansatzes beweist.

Zur gleichen Zeit, als chemische Reaktionen dazu führten, dass in alten Böden eisenreiche Knollen wuchsen, löste sich das Kalksteingrundgestein schnell und weitgehend auf, so dass nur noch die Überreste der heute sichtbaren Kalksteinzinnen übrig blieben.

Wenn wir die gesamte Gesteinssequenz in der Gegend betrachten, glauben wir, dass diese Periode intensiver Verwitterung die feuchteste Periode in diesem Teil von Washington in den letzten halben Millionen Jahren war.

Wir wissen nicht, was diesen Anstieg der Niederschläge verursacht hat. Dies kann auf Veränderungen in den atmosphärischen Zirkulationsmustern oder auf den zunehmenden Einfluss des alten Leeuwin-Stroms zurückzuführen sein, der entlang der Küste verläuft.

Eine solche Regenperiode steht in dramatischem Kontrast zu den jüngsten Dürren und dem zunehmend trockeneren Klima der Region heute.

Implikationen für unsere Vergangenheit

Eisenreiche Knötchen kommen nicht nur in Nambung Pinnacles vor. Sie wurden kürzlich verwendet, um frühere dramatische Umweltveränderungen anderswo in Australien zu verfolgen.

Die Datierung dieser Eisenknollen wird dazu beitragen, die dramatischen Schwankungen des Erdklimas in den letzten drei Millionen Jahren, als die Eisschichten wuchsen und schrumpften, besser zu dokumentieren.

Das Verständnis des Zeitpunkts und des Umweltkontexts der Karstbildung in diesem Zeitraum ermöglicht einen detaillierten Einblick in vergangene klimatische Bedingungen, Umgebungen und Landschaften, in denen antike Lebewesen lebten.

Der Klimawandel und die daraus resultierenden Umweltveränderungen haben eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Ökosystemen gespielt. Insbesondere hatten sie einen tiefgreifenden Einfluss auf unsere alten hominiden und menschlichen Vorfahren.

Indem wir die Karstbildung mit bestimmten Klimaintervallen in Verbindung bringen, können wir besser verstehen, wie sich diese Umweltveränderungen auf die frühen menschlichen Populationen ausgewirkt haben könnten.

Freuen Sie sich auf

Je mehr wir über die Bedingungen wissen, die zur Entstehung früherer Landschaften führten, sowie über die dort lebende Flora und Fauna, desto besser können wir den evolutionären Druck einschätzen, der die Ökosysteme, die wir heute sehen, geprägt hat. Dies wiederum bietet wertvolle Informationen zur Vorbereitung auf zukünftige Veränderungen.

Während sich der vom Menschen verursachte Klimawandel beschleunigt, können wir durch das Wissen über vergangene Klimaschwankungen und Reaktionen der Biosphäre das nötige Wissen erlangen, um künftige Auswirkungen vorherzusehen und abzumildern.

Die Fähigkeit, Karstformationen präziser zu datieren, mag wie eine kleine Sache erscheinen, aber sie wird uns helfen zu verstehen, wie heutige Landschaften und Ökosysteme auf den aktuellen und zukünftigen Klimawandel reagieren könnten.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.