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

Fast ein Sechstel der Landoberfläche der Erde ist mit jenseitigen Landschaften bedeckt, deren Namen möglicherweise ebenfalls unbekannt sind: Karst. Diese Landschaften ähneln natürlichen Skulpturenparks, mit dramatischem Gelände, übersät mit Höhlen und Felstürmen, die das Wasser über Jahrtausende hinweg langsam geformt hat.

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

Allerdings kann es ziemlich schwierig sein, genau herauszufinden, wann sich Karstlandschaften gebildet haben. In unserem Neue Arbeit heute veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschrittezeigen wir einen neuen Weg, das Alter dieser rätselhaften Landschaften zu ermitteln, 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 das, was übrig geblieben ist, nachdem das Wasser in früheren Regenperioden den Rest aufgelöst hatte.

Deshalb ist 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 Materials darüber und darunter abgegrenzt. 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. Darin messen wir, wie viel Helium durch den natürlichen radioaktiven Zerfall winziger Mengen der Elemente Uran und Thorium in den Eisenknollen entsteht. Durch den Vergleich der Mengen an Uran, Thorium und Helium in einer Probe können wir das Alter der Knötchen sehr genau berechnen.

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

Dieser weltberühmte Ort ist bekannt für seine unwirkliche Karstlandschaft mit Kalksteinsäulen, die meterweit über einer sandigen Wüstenebene emporragen. Die Pinnacles sind Teil des ausgedehntesten Gürtels aus vom Wind verwehtem Karbonatgestein der Welt und erstrecken sich über mehr als 1.000 km entlang der Küste im Südwesten von WA.

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

Das große Nass

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

Zur gleichen Zeit, als chemische Reaktionen das Wachstum der eisenreichen Knollen im alten Boden verursachten, löste sich das Kalksteingrundgestein schnell und weitgehend auf, so dass nur noch die heute sichtbaren Kalksteinzinnen übrig blieben.

Aufgrund der Untersuchung der gesamten Gesteinssequenz in der Region gehen wir davon aus, dass diese Periode intensiver Verwitterung die niederschlagsreichste Zeit in diesem Teil von WA seit mindestens einer halben Million Jahren war.

Wir wissen nicht, was zu diesem erhöhten Niederschlag geführt hat. Möglicherweise handelte es sich um Veränderungen der atmosphärischen Zirkulationsmuster oder um den größeren Einfluss des alten Leeuwin-Stroms, der entlang der Küste verläuft.

Ein solch feuchtes Intervall steht in dramatischem Kontrast zu den jüngsten Dürren und dem zunehmend trockenen Klima der heutigen Region.

Implikationen für unsere Vergangenheit

Eisenreiche Knötchen kommen nicht nur in den Nambung Pinnacles vor. Sie wurden kürzlich verwendet, um dramatische Umweltveränderungen in der Vergangenheit 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 Eisschilde wuchsen und schrumpften, besser zu dokumentieren.

Das Verständnis des Zeitpunkts und des Umweltkontexts der Karstbildung in dieser Zeit bietet tiefgreifende Einblicke in vergangene Klimabedingungen, Umgebungen und Landschaften, in denen antike Lebewesen lebten.

Klimaveränderungen und daraus resultierende Umweltveränderungen waren entscheidend für die Gestaltung von Ökosystemen. Insbesondere hatten sie einen tiefgreifenden Einfluss auf unsere alten Hominin- 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.

Ich freue mich 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, stattet uns das Wissen über vergangene Klimavariabilität und Biosphärenreaktionen mit dem Wissen aus, zukünftige 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 aktuelle und zukünftige Klimaveränderungen reagieren könnten.

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