Новое исследование, проведенное Техасским университетом в Школе наук о Земле Остина Джексона, предполагает, что ученые могут лучше использовать данные о цирконе, чтобы понять, как ландшафты менялись с течением времени, учитывая набор факторов, которые могут искажать геохронологические данные циркона и интерпретацию геохронологических данных. происхождение отложений.В исследовании, опубликованном 1 декабря в журнале Earth and Planetary Science Letters, основное внимание уделялось методу, называемому U-Pb (уран-свинцовая) геохронология обломочного циркония. Циркон — идеальный минерал для отслеживания эволюции ландшафта, поскольку он содержится в большинстве горных пород земной коры, очень прочен (тверже алмаза) и содержит три изотопных часа (хронометра), которые могут использовать геологи.Исследователи обнаружили, что оценки эрозии ландшафта и рассеивания наносов можно улучшить, приняв во внимание несколько факторов:
Материалы коренных пород разрушаются с разной скоростью. Это означает, что отложения в реках будут непропорционально обогащены зернами циркона, полученными из более слабых, подверженных эрозии источников коренных пород.Плодородие циркона — термин, который указывает, сколько цирконов находится в регионе источника коренной породы. Материалы, которые производят меньше циркона, могут быть недостаточно представлены в исследовании, если эта проблема не принимается во внимание.
Некоторые цирконы производятся из материала, который со временем подвергался вторичной переработке. Это означает, что цирконы могут содержать сложные сигнатуры от множественных эрозионных явлений из разных пород.Томас Капальди, доктор философии.
Студент факультета геологических наук школы Джексона руководил исследованием, собирая образцы зерна циркона из современных речных водоразделов в Андах, где хорошо известны источники наносов и дренажные сети, чего не было в древних местах. Целью Капальди было проверить, точно ли цирконы в речном песке отражают структуру эрозии современных Анд, и понять, в какой степени вышеупомянутые факторы — плодородие циркона, скорость эрозии коренных пород и повторное использование наносов — могут повлиять на результаты.«Мы изучаем, как мы можем использовать отложения современных рек, чтобы откалибровать себя по данным древних отложений», — сказал Капальди. Исследование включало сбор образцов речного песка и коренных пород из водосборных бассейнов в Андах на западе Аргентины, в регионе размером примерно одну пятую от Техаса.
Кандидат наук. Студентка Марго Одлум и Райан Маккензи, доцент Гонконгского университета и бывший научный сотрудник школы Джексона, помогали в работе.
Группа собрала 21 образец речного песка и 23 образца коренных пород в бассейнах Рио-Мендосы и Рио-Сан-Хуан, датируя около 120 зерен циркона на образец.Исследование показало, что наибольшая разница между известными коренными породами выше по течению и песками ниже по течению была зафиксирована по цирконам в небольших локализованных дренажных водосборах. Результаты различались в зависимости от местоположения.
Например, исследователи обнаружили, что меньшие водосборы реки Анд на большой высоте более легко разрушают более слабые породы, и эти источники наносов несоразмерно вносят в реку больше песка, чем предполагалось. Напротив, цирконы были более точными при отборе проб более крупных речных систем, которые получают песок со всего региона и фиксируют общую эрозию Анд.Результаты важны, потому что тысячи исследований в год зависят от U-Pb геохронологии обломочного циркона, сказал профессор школы Джексона.Брайан Хортон, советник Капальди и соавтор статьи.
«Все они делают предположение, что эти отложения, эти зерна циркона являются точными отражениями или однозначными индикаторами их исходных регионов», — сказал Хортон. «Оказывается, есть серьезные осложнения».По словам соавтора и профессора школы Джексона Дэнни Стокли, хорошая новость заключается в том, что это в значительной степени объясняется исследователями в этой области и в лаборатории.«Возможно, вам придется принять некоторые из этих осложнений, на которые указывает Томас, а может быть, даже использовать их, чтобы лучше понять долгосрочную эволюцию ландшафта», — сказал он.Капальди сказал, что исследование проясняет, как эти факторы влияют на характер эрозии и распространения наносов, и требует дальнейших исследований.
«Это первая ступенька», — сказал он. «Мы пытаемся определить, что на самом деле показывают эти цирконы как потенциальные индикаторы эрозии».Стокли сказал, что эта работа жизненно важна, потому что исследования речных песков за последнее десятилетие резко возросли: исследователи, пытающиеся восстановить древние ландшафты, и нефтегазовые компании, пытающиеся определить связь между песком и образованием морских резервуаров энергии. «Если вы понимаете, как развивались речные водосборы, вы узнаете кое-что о том, как поверхность планеты формировалась в прошлом», — сказал Стокли. «В то же время люди используют эти водосборные бассейны, чтобы делать прогнозы о том, сколько наносов доставляется в океан.
Эти пески дают память об эрозии ландшафта, а также позволяют предсказать, что может быть на море».