Алюминиевая закладка от напитка может быть найдена заключенной в новую форму камня на побережье Камбрии в Шотландии. Это открытие дало ученым шокирующее представление о влиянии человеческой деятельности на естественные процессы и материалы Земли.
Исследователи из Университета Глазго обнаружили, что шлак — промышленный отход сталелитейной промышленности — превращается в твердую породу всего за 35 лет.
Это открытие ставит под сомнение многовековые знания о геологических процессах планеты, согласно которым горные породы формируются естественным образом на протяжении миллионов лет.
Исследователи впервые задокументировали новый «быстрый антропокластический цикл горных пород», который имитирует естественные циклы горных пород, но включает человеческий материал в ускоренных временных масштабах. Они полагают, что цикл, вероятно, будет происходить на аналогичных промышленных объектах по всему миру.
Группа предупреждает, что быстрое и незапланированное развитие скальных пород вокруг свалок промышленных отходов может оказать негативное воздействие на экосистемы, биоразнообразие, управление прибрежными зонами и землеустройство.
В статье, опубликованной в журнале Геология, Исследователи объясняют, как подробный анализ двухкилометрового шлакового месторождения в Дервент-Хау в Западной Камбрии привел их к открытию нового цикла земной системы.
В 19 веке в Дервент-Хау располагались литейные заводы по производству чугуна и стали.th и 20thстолетия, а за всю историю его промышленной деятельности на его побережье скопилось 27 миллионов кубометров печного шлака.
Отложения шлака образовали скалы из отходов, которые размываются прибрежными волнами и приливами. Команда заметила интригующие нерегулярные образования в скалах и начала проводить подробные наблюдения на 13 участках вдоль береговой полосы.
Лабораторные тесты с использованием электронной микроскопии, рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии помогли им определить, что шлаковые материалы Derwent Howe содержат отложения кальция, железа, магния и марганца. Эти элементы обладают высокой химической активностью, что является ключом к ускорению процесса формирования горных пород.
Когда шлак размывается морем, он подвергает материал воздействию морской воды и воздуха, которые взаимодействуют с реактивными элементами шлака, создавая естественные цементы, включая кальцит, гетит и брусит. Эти цементы — те же материалы, которые связывают вместе естественные осадочные породы, но химические реакции заставляют процесс происходить гораздо быстрее, чем мы предполагали для аналогичного материала в естественном цикле горных пород.
Доктор Аманда Оуэн из Школы географии и наук о Земле Университета Глазго является автором-корреспондентом статьи. Доктор Оуэн сказала: «В течение нескольких сотен лет мы понимали цикл горных пород как естественный процесс, который занимает тысячи или миллионы лет.
«Что здесь примечательно, так это то, что мы обнаружили, что эти созданные человеком материалы включаются в природные системы и литифицируются — по сути, превращаясь в камень — в течение десятилетий. Это бросает вызов нашему пониманию того, как образуется камень, и предполагает, что отходы, которые мы произвели, создавая современный мир, окажут необратимое влияние на наше будущее».
Результаты лабораторного анализа, проведенного группой, были подкреплены неожиданным обнаружением современных материалов в некоторых образцах, что помогло им определить, как долго длилась литификация шлака.
«Мы смогли датировать этот процесс с удивительной точностью», — сказал доктор Джон Макдональд, соавтор исследования. «Мы нашли и монету короля Георга V 1934 года, и алюминиевую банку с рисунком, который, как мы поняли, не мог быть изготовлен до 1989 года, встроенную в материал.
«Это дает нам максимальный временной интервал в 35 лет для этого скального образования, что вполне в пределах одной человеческой жизни. Это пример в микрокосме того, как вся деятельность, которую мы осуществляем на поверхности Земли, в конечном итоге отразится в геологической летописи в виде скал. Тем не менее, этот процесс происходит с поразительной, беспрецедентной скоростью».
Доктор Дэвид Браун, третий соавтор статьи, сказал: «Шлак содержит все элементы, необходимые для превращения в камень при контакте с морской водой и воздухом, поэтому я думаю, что весьма вероятно, что такое же явление происходит в любом подобном шлаковом месторождении вдоль относительно открытой береговой линии с некоторым волновым воздействием в любой точке мира».
«Отходы сталеплавильного шлака — это глобальное явление, и, как мы задокументировали, когда щелочные отходы шахт подвергаются воздействию воды и воздуха, существует вероятность цементации рыхлого материала».
Результаты представляют собой первый полностью задокументированный и датированный пример быстрого антропокластического цикла горных пород на суше. В статье группа отмечает, что аналогичный процесс ранее наблюдался в прибрежной системе Горронодатче недалеко от Бильбао, Испания. Однако исследователи не смогли определить, как долго продолжался этот процесс, поскольку отходы были сброшены в море, прежде чем вернуться на пляж.
Доктор Оуэн добавил: «Когда отходы впервые помещаются на хранение, они свободны и могут перемещаться по мере необходимости. Наши выводы показывают, что у нас не так много времени, как мы думали, чтобы найти место, куда их положить, где они будут оказывать минимальное воздействие на окружающую среду — вместо этого у нас может быть вопрос всего лишь десятилетий, прежде чем они превратятся в камень, с которым гораздо сложнее справиться.
«На таких побережьях, как Дервент-Хау, процесс литификации очень, очень быстро превратил песчаный пляж в каменистую платформу. Такое быстрое появление камня может кардинально повлиять на экосистемы над и под водой и изменить то, как береговые линии реагируют на проблемы повышения уровня моря и более экстремальные погодные условия по мере потепления нашей планеты. В настоящее время ничего из этого не учитывается в наших моделях эрозии управления земельными ресурсами, которые играют ключевую роль в том, чтобы помочь нам попытаться адаптироваться к изменению климата.
«В настоящее время мы ищем дополнительное финансирование для поддержки дальнейших исследований на других месторождениях шлака по всей Европе, что поможет нам углубить понимание этого нового быстрого антропокластического цикла горных пород».
Статья группы «Доказательства быстрого антропокластического цикла горных пород» опубликована в журнале Geology. Исследование финансировалось Геологическим обществом (Лондон)
Оставьте комментарий