Ερευνητική ομάδα χρησιμοποιεί χαλαζία από απολιθωμένο ξύλο για να ανιχνεύσει την εξέλιξη της Ευρώπης (uni-muenster.de)
Πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν το απολιθωμένο ξύλο ως διακοσμητικό αντικείμενο από το κατάστημα ενός μουσείου.
Ωστόσο, το γεγονός ότι μπορεί να διατηρεί τη γεωλογική ιστορία ολόκληρων περιοχών που εκτείνονται σε εκατομμύρια χρόνια αποτελεί μια νέα ανακάλυψη.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον γεωλόγο Dr Steffen Trümper από το Πανεπιστήμιο του Münster απέδειξε πλέον για πρώτη φορά ότι το απολιθωμένο ξύλο αποτελεί ένα φυσικό αρχείο, από το οποίο μπορεί να εξαχθεί η γεωλογική ιστορία μιας ολόκληρης περιοχής σε βάθος εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Τα ευρήματα επεκτείνουν τις μέχρι σήμερα γνωστές χρονικές κλίμακες ορυκτοποίησης του ξύλου. Δείχνουν ότι το απολιθωμένο ξύλο μπορεί να καταγράψει την ιστορία της βύθισης μιας γεωλογικής λεκάνης και να αποκαλύψει τεκτονικά γεγονότα σε χρονική κλίμακα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Συγκεκριμένα, η μελέτη επικεντρώνεται στη Λεκάνη του Saale, μια ιζηματογενή λεκάνη που σχηματίστηκε πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια στη σημερινή κεντρική Γερμανία και τα πετρώματα της οποίας συγκαταλέγονται στα παλαιότερα του μεγάλου Συστήματος Κεντροευρωπαϊκών Λεκανών.
Για την ανάλυσή τους, οι ερευνητές εξέτασαν απολιθωμένο ξύλο από τα Όρη Kyffhäuser στη βόρεια Θουριγγία της Γερμανίας.
Τα απολιθώματα, τα οποία είναι γνωστά τουλάχιστον από τον 18ο αιώνα, αποτελούνται από κορμούς μήκους έως και 20 μέτρων, οι οποίοι είναι ενσωματωμένοι σε ποτάμιους ερυθρούς σχηματισμούς - δηλαδή κοκκινωπές αποθέσεις από αρχαία ποτάμια συστήματα.
Το χρώμα τους προέρχεται από ενσωματωμένα οξείδια σιδήρου, τα οποία συνδέονται με ένα θερμό, εποχικά ξηρό κλίμα.
Οι κορμοί, οι οποίοι καλύφθηκαν κατά τη διάρκεια πλημμυρών, προέρχονται από τροπικά ξηρά δάση της υπερηπείρου Πανγαίας. Εκείνη την εποχή, η περιοχή βρισκόταν κοντά στον ισημερινό.
Πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, εδώ αναπτύσσονταν οι πλέον εξαφανισμένοι συγγενείς των κωνοφόρων. Τα Kyffhäuser θεωρούνται περιοχή αναφοράς για έναν τύπο απόθεσης που σχηματίστηκε επανειλημμένα σε διάφορες λεκάνες σε ολόκληρη την Ευρώπη.
Μαζί, αυτές οι περιοχές αποτελούν μία από τις εκτενέστερες εμφανίσεις απολιθωμένου ξύλου στο Βόρειο Ημισφαίριο. Τα πετρώματα συγκαταλέγονται στις πρώτες αποθέσεις της Κεντροευρωπαϊκής Λεκάνης, ενός οικονομικά σημαντικού συστήματος ιζηματογενών λεκανών που εξακολουθεί να περιέχει πρώτες ύλες, υπόγεια ύδατα και δυνατότητες γεωθερμικής ενέργειας.
Το κλειδί βρίσκεται στον χαλαζία, ο οποίος έχει διαπεράσει και αντικαταστήσει το ξύλο κατά τη διαδικασία απολίθωσης. Αρχικά, διαλυμένο πυριτικό οξύ εισχωρεί στο νεκρό ξύλο, λειτουργώντας ως πρότυπο για τα κυτταρικά τοιχώματα και διατηρώντας έτσι τις λεπτότερες ανατομικές δομές.
Σε διάστημα εκατομμυρίων ετών, αυτές οι αρχικές πυριτικές αποθέσεις τελικά κρυσταλλώθηκαν σε χαλαζία, αντικαθιστώντας σταδιακά τον αρχικό ιστό. Η μελέτη δείχνει ότι η διατήρηση αυτών των απολιθωμάτων είναι πολύ πιο σύνθετη από ό,τι θεωρούνταν μέχρι σήμερα όσον αφορά τη δομή, τη γεωχημεία και την ηλικία των φάσεων χαλαζία.
Η ερευνητική ομάδα εντόπισε πέντε διαδοχικές γενιές πυριτικού οξέος. Κάθε μία από αυτές τις γενιές περιέχει πληροφορίες για τη θερμοκρασία, την πίεση και τη σύσταση των διαλυμάτων από τα οποία σχηματίστηκαν.
Καταγράφουν πέντε στάδια που εκτείνονται σε μια περίοδο 200 εκατομμυρίων ετών, από το Ύστερο Λιθανθρακοφόρο έως το Πρώιμο Κρητιδικό. Αν ληφθεί υπόψη η μεταγενέστερη ανύψωση προς την επιφάνεια της Γης, αυτή η περίοδος επεκτείνεται έως και τα 300 εκατομμύρια χρόνια.
Πρόκειται για τη μεγαλύτερη τεκμηριωμένη ακολουθία διαδοχικών σταδίων ορυκτοποίησης ξύλου μέχρι σήμερα.
Για την ανάλυση αυτών των «χρονοκαψουλών», η ομάδα συνδύασε πολλές τεχνικές. Χρησιμοποιώντας καθοδοφωταύγεια χαλαζία, εγκλείσματα ρευστών, ισότοπα οξυγόνου και πυριτίου, θερμομετρία Raman, μικροανάλυση με ηλεκτρονικό ανιχνευτή και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, καθώς και τη λεγόμενη επιτόπια χρονολόγηση U-Pb - μια γεωχρονολογική μέθοδο για τον προσδιορισμό της ηλικίας πετρωμάτων και ορυκτών - ανακατασκευάστηκαν τα πέντε στάδια.
«Τα μικροσκοπικά εγκλείσματα ρευστών στον χαλαζία ήταν ιδιαίτερα αποκαλυπτικά, καθώς διατηρούν πληροφορίες σχετικά με τις ακριβείς συνθήκες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των κρυστάλλων», εξηγεί ο Steffen Trümper.
Για παράδειγμα, η ομάδα απέδειξε ότι τμήματα του ξύλου βρίσκονταν κάποτε σε βάθος τριών έως πεντέμισι χιλιομέτρων, σε θερμοκρασίες από 160 έως 240 βαθμούς Κελσίου.
Τα ευρήματα έχουν σημασία που εκτείνεται πολύ πέρα από τα Kyffhäuser. «Είναι εκπληκτικό ότι ένα απολίθωμα, συχνά όχι μεγαλύτερο από την παλάμη ενός χεριού, περιέχει τη γεωλογική ιστορία μιας ολόκληρης περιοχής που εκτείνεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια», λέει ο Steffen Trümper.
«Μια ακολουθία πέντε σταδίων ορυκτοποίησης δεν είχε ποτέ πριν καταγραφεί σε απολιθωμένο ξύλο. Καθώς το απολιθωμένο ξύλο εμφανίζεται σε πολλούς γεωλογικούς σχηματισμούς παγκοσμίως, αυτό ανοίγει μια πολύτιμη πηγή πληροφοριών. Παρέχει στην επιστήμη ένα νέο εργαλείο για την ανίχνευση της εξέλιξης των ηπείρων».
Ωστόσο, οι αναλύσεις δείχνουν ότι η καταλληλότητα του απολιθωμένου ξύλου για ανάλυση λεκανών εξαρτάται λιγότερο από το τεκτονικό περιβάλλον και περισσότερο από τις κλιματικές και ιζηματολογικές συνθήκες κατά τη διάρκεια της ταφής του.
Εκτός από το Πανεπιστήμιο του Münster, στη μελέτη συμμετείχαν το Πανεπιστήμιο Georg August του Göttingen, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης, το Museum für Naturkunde Chemnitz και το TU Bergakademie Freiberg.
Κοντινή εικόνα τμήματος κομμένου δείγματος πυριτιωμένου ξύλου από τα Kyffhäuser, με οριζόντια διάμετρο περίπου 20 εκατοστά. Οι λευκές-γκρι κηλίδες είναι διαφορετικές γενιές ανοιχτόχρωμου και σκουρόχρωμου χαλαζία.
(Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Scientific Reports)
www.worldenergynews.gr
