UMass geológusok új elektronmikroszondát fejlesztenek ki a kőzetek korának meghatározására; Az új geológiai randevúzási technikák nagyobb felbontást biztosítanak a Föld történetének’

UMass geológusok új elektronmikroszondát fejlesztenek ki a kőzetek korának meghatározására; Az új geológiai randevúzási technikák nagyobb felbontást biztosítanak a Föld történetének’
UMass geológusok új elektronmikroszondát fejlesztenek ki a kőzetek korának meghatározására; Az új geológiai randevúzási technikák nagyobb felbontást biztosítanak a Föld történetének’
Anonim

AMHERST, Mass. – A Massachusettsi Egyetem geológusaiból álló csapat új módszert kutat az ősi kőzetek korának meghatározására, és finomítja a bolygót formáló geológiai események időzítésével és sebességével kapcsolatos ismereteinket. A tudósok szerint az új módszer nagyobb hatékonyságot kínál, és sokkal részletesebb geológiai adatokhoz való hozzáférést biztosít, mint a jelenlegi kormeghatározási módszerek.A kutatás korai szakaszainak sikerei egy új elektron-mikroszonda kifejlesztésének finanszírozásához vezettek, amely jelentősen növeli a technika potenciálját. A kutatók szerint az egyetem geotudományi tanszékén elhelyezett új mikroszondát az egész Föld- és bolygótudományban, valamint olyan változatos területeken is alkalmazni fogják, mint a mikroelektronika, a törvényszéki tudomány, a száloptika és még a mikrobiológia is.

A Föld által szolgáltatott anyagok és különösen a lemeztektonika feljegyzéseinek olvasása kritikus fontosságú, magyarázza Michael Williams, az UMass geológusa, mivel ez a jelenség szabályozza az olyan kérdések megértésének nagy részét, mint a földkéreg fejlődése, az éghajlat alakulása a Föld történelme során, valamint az emberek és a különböző állatfajok elterjedése a bolygón. „Ha tudunk olvasni a múltban, nagyobb esélyünk van megérteni a jövőt” – mondta. Williams és kollégája, Michael Jercinovic a projekt társnyomozói.

Jelenleg a tudósok hagyományos módszerekkel több millió éven belül meg tudják határozni egy kőzetminta korát – magyarázza Williams. Azt javasolja azonban, hogy az izotóparányok (radiometrikus kormeghatározás) meghatározására szolgáló hagyományos módszerek alkalmazásakor korlátozások vannak. Először is, a legtöbb jelenlegi módszer munkaigényes, és több tíz órát vesz igénybe egyetlen minta vizsgálata. Másodszor, a kőzet különböző részei eltérő korúak lehetnek, mivel a kőzetek jellemzően olyan események előrehaladását rögzítik, amelyek a földkéreg olvadásával, deformációjával vagy újramelegedésével járhatnak. Így egy egész szikla datálása átlagos életkort hagy a tudósok számára, nem pedig egy szikla történetének konkrét eseményeinek korát. Harmadszor pedig, a leggyakoribb és legpontosabb kormeghatározási módszerek megkövetelik, hogy a kőzeteket finom porrá őröljék. Vannak olyan minták, amelyeket a tudósok érthető módon nem szívesen semmisítenek meg, például a holdkőzeteket vagy a kövületeket tartalmazó kőzeteket. Az elektron mikroszondának megvan az az előnye, hogy a kőzet nagyon kis területeit (1/1000 milliméter) kémiailag elemezheti anélkül, hogy a kőzetet össze kellene zúzni és ki kell választani az alkotó ásványokat, ráadásul nem károsítja a mintát az elemzés során.Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy az ásványi kémiát a kőzet más aspektusaihoz (ásványnövekedési szekvenciák, gyűrődések, repedések stb.) kapcsolják, hogy teljes képet alkossanak a kőzetminta evolúciójáról, mondja.

A kőzetek egyes részeinek datálása és azok alkotóelemeinek pontos meghatározása új perspektívát kínál a tudósok számára, mivel a Föld tektonikus lemezeinek mozgását a földtudomány döntő kérdésének tekintik. "Ez lehetővé teszi számunkra, hogy feljegyzéseket olvassunk arról, hogy a kontinensek (valójában a tektonikus lemezek) hogyan növekedtek és ütköztek egymással" - magyarázta Williams. „Egyes kőzeteket, amelyek egykor a Föld felszínén voltak, később eltemették, ásványaikat a hő és a nyomás megváltoztatta (metamorfizmusnak nevezték), majd visszakerültek a Föld felszínére. Jobban érzékelhetjük, hogy a kőzet milyen mélyen haladt a Földön belül, milyen meleg volt, és ami fontos, hogy mikor volt egy adott helyen, miközben megpróbáljuk újjáépíteni a történelmét."

Williams és Jercinovic a közelmúltban 450 000 dolláros támogatást kapott a Nemzeti Tudományos Alapítványtól (NSF) egy 1,2 millió dolláros projekt részeként, amelynek célja egy új speciális elektronmikroszonda fejlesztése és megépítése geológiai kormeghatározáshoz. Az együttműködési projekt finanszírozását a Cameca Inc., az analitikai műszerek fejlesztője és az egyetem is biztosította. Williams megjegyezte, hogy az elektronmikroszondák egy ideje igáslovak voltak a tudományos laboratóriumokban, de egészen a közelmúltig nem tudták őket használni pontos geológiai kormeghatározásra. Az új műszert nyomelemanalízisre és geológiai kormeghatározásra optimalizálják, és lehetővé kell tenni a technika pontosságának jelentős javulását. A jelenlegi technikával előállított kőzetkorszakok bizonytalanságai 5-10 millió év nagyságrendűek, de az UMass kutatói azt remélik, hogy az új mikroszondával ezt a számot 1-2 millió évre lecsökkentik. Az új mikroszonda fejlesztése már megkezdődött a Cameca franciaországi laboratóriumában.Várhatóan az év folyamán érkezik meg az UMass campusára.

Az új technikák, amelyeket „nagy felbontású kortérképezésnek és mikroszondás kormeghatározásnak” neveznek, a monacit elemzését foglalják magukban, egy olyan ásványt, amely számos kőzetben megtalálható, de jellemzően olyan kis mennyiségben, hogy a geológiai vizsgálatok során ritkán veszik észre. Széles körben használják radiometriás kormeghatározásban, mivel jelentős mennyiségben tartalmaz tóriumot és uránt, amelyek ismert sebességgel bomlanak le ólom elemmé. „A monazit alapvetően egy „stoppert” biztosít számunkra a geológiai események időzítésére a kőzetek különböző területein” – mondta Williams. A projekt egyik legnagyobb áttörése annak felismerése, hogy még a néhány századmilliméteres monacit egykristálya is fokozatosan növekedhet az idő múlásával, új anyagokkal gazdagítva, amikor ásványképző események következnek be a földkéregben. Az elektronmikroszondával az egyes rétegek életkora meghatározható és a minta történetében értelmezhető.

„Létfontosságú, hogy egy minta teljes élettartamát szemléljük, ahelyett, hogy csak egy átlagos életkort jelölnénk meg” – mondta Williams. „Ez a különbség aközött, hogy egyetlen pillanatfelvételt készítünk, vagy egy hosszú, részletes videofelvételt egy eseménysorozatról. Nem csak azt akarjuk tudni, hol és mikor keletkezett egy kőzet, hanem azt is, hogy mikor és hol temették el, deformálták, hevítették, megolvadtak, és végül exhumálták a Föld felszínére. Meg akarjuk határozni az egyes kőzetek élettörténetét, majd egyesíteni akarjuk ezeket a történeteket, hogy megértsük a Föld egy részének geológiai történetét.”

Williams és Jercinovic már használta az alaptechnikát az UMass-nál meglévő elektronmikroszondával, hogy olyan témákat vizsgáljanak, mint az észak-amerikai kontinens növekedése, más kontinensekkel való kölcsönhatása szuperkontinensek létrehozása érdekében, a vulkánok kitörése és a történelem. az Appalache-hegység.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei