Een aluminium lipje van een drankje is gevonden in een nieuwe gesteentesoort aan de kust van Cumbria in Schotland. Deze ontdekking heeft wetenschappers schokkende inzichten gegeven in de impact van menselijke activiteit op de natuurlijke processen en materialen van de aarde.
Onderzoekers van de Universiteit van Glasgow hebben ontdekt dat slak, een industrieel afvalproduct van de staalindustrie, in slechts 35 jaar verandert in vast gesteente.
Deze ontdekking zet vraagtekens bij het eeuwenoude begrip van de geologische processen van de planeet. Onderzoek heeft namelijk aangetoond dat gesteenten op natuurlijke wijze ontstaan in de loop van miljoenen jaren.
De onderzoekers hebben voor het eerst een nieuwe 'snelle antropoclastische gesteentecyclus' gedocumenteerd, die natuurlijke gesteentecycli nabootst, maar waarbij menselijk materiaal op versnelde tijdschalen betrokken is. Ze denken dat de cyclus waarschijnlijk ook op vergelijkbare industriële locaties over de hele wereld zal plaatsvinden.
Het team waarschuwt dat de snelle en ongeplande ontwikkeling van gesteente rond industriële afvallocaties een negatieve impact kan hebben op ecosystemen, biodiversiteit, kustbeheer en ruimtelijke ordening.
In een krant gepubliceerd in het tijdschrift Geologie, De onderzoekers leggen uit hoe de gedetailleerde analyse van een twee kilometer lange slakkenafzetting bij Derwent Howe in West Cumbria leidde tot hun ontdekking van een nieuwe aardcyclus.
Derwent Howe was in de 19e eeuw de thuisbasis van ijzer- en staalgieterijen.th en 20theeuwen heen en aan de kust verzamelde zich in de loop van de industriële geschiedenis 27 miljoen kubieke meter hoogovenslak.
De slakkenafzettingen hebben kliffen van afvalmateriaal gevormd die worden geërodeerd door kustgolven en getijden. Het team ontdekte intrigerende onregelmatige formaties in de kliffen en begon gedetailleerde observaties te doen op 13 locaties langs de kust.
Laboratoriumtests met behulp van elektronenmicroscopie, röntgendiffractie en Ramanspectroscopie hielpen hen vast te stellen dat de slakmaterialen van Derwent Howe afzettingen van calcium, ijzer, magnesium en mangaan bevatten. Deze elementen zijn zeer chemisch reactief, wat essentieel is voor het versnelde proces van gesteentevorming.
Wanneer de slak door de zee wordt geërodeerd, wordt het materiaal blootgesteld aan zeewater en lucht, wat in wisselwerking staat met de reactieve elementen van de slak en zo natuurlijke cementen vormt, waaronder calciet, goethiet en bruciet. Deze cementen zijn dezelfde materialen die natuurlijke sedimentaire gesteenten aan elkaar binden, maar de chemische reacties zorgen ervoor dat het proces veel sneller verloopt dan we voor vergelijkbaar materiaal in een natuurlijke gesteentecyclus hebben aangenomen.
Dr. Amanda Owen van de School of Geographical and Earth Sciences van de Universiteit van Glasgow is de corresponderende auteur van het artikel. Dr. Owen zei: "Al een paar honderd jaar begrijpen we de gesteentecyclus als een natuurlijk proces dat duizenden tot miljoenen jaren duurt.
"Wat hier opmerkelijk is, is dat we hebben ontdekt dat deze door de mens gemaakte materialen in natuurlijke systemen zijn opgenomen en in de loop van decennia zijn versteend – in feite veranderd in gesteente. Dit stelt ons begrip van hoe een gesteente ontstaat ter discussie en suggereert dat het afvalmateriaal dat we hebben geproduceerd bij het creëren van de moderne wereld een onomkeerbare impact zal hebben op onze toekomst."
De laboratoriumanalyses van het team werden versterkt door de verrassende ontdekking van moderne materialen die in enkele van hun monsters zaten. Hiermee konden ze bepalen hoe lang de lithificatie van de slak had geduurd.
"We hebben dit proces met opmerkelijke precisie kunnen dateren", aldus Dr. John MacDonald, medeauteur van de studie. "We vonden zowel een munt van Koning George V uit 1934 als een aluminium bliklipje met een ontwerp waarvan we beseften dat het niet vóór 1989 vervaardigd kon zijn, ingebed in het materiaal.
Dit geeft ons een maximale tijdspanne van 35 jaar voor deze rotsformatie, ruim binnen één mensenleven. Dit is een microkosmosvoorbeeld van hoe alle activiteit die we aan het aardoppervlak ondernemen uiteindelijk in het geologisch archief als gesteente terechtkomt. Toch vindt dit proces met een opmerkelijke, ongekende snelheid plaats.
Dr. David Brown, de derde medeauteur van het artikel, zei: "Slak bevat alle elementen die het nodig heeft om in gesteente te veranderen wanneer het wordt blootgesteld aan zeewater en lucht. Ik denk dus dat het zeer waarschijnlijk is dat ditzelfde fenomeen zich voordoet bij elke vergelijkbare slakkenafzetting langs een relatief blootgestelde kustlijn met enige golfwerking waar ook ter wereld.
“Staalslakafval is een wereldwijd fenomeen. Zoals we hebben gedocumenteerd, bestaat het risico dat los materiaal zich hecht wanneer alkalisch mijnafval wordt blootgesteld aan water en lucht.”
De bevindingen vormen het eerste volledig gedocumenteerde en gedateerde voorbeeld van de snelle antropoclastische gesteentecyclus op het land. In het artikel merkt het team op dat een soortgelijk proces eerder was waargenomen in het kustgebied Gorronodatxe nabij Bilbao, Spanje. Onderzoekers konden echter niet vaststellen hoe lang het proces al aan de gang was, omdat het afval in zee werd afgezet voordat het weer op het strand werd teruggeplaatst.
Dr. Owen voegde eraan toe: "Wanneer afvalmateriaal voor het eerst wordt gestort, is het los en kan het naar behoefte worden verplaatst. Onze bevinding laat zien dat we niet zoveel tijd hebben als we dachten om een plek te vinden waar het een minimale impact op het milieu heeft – in plaats daarvan hebben we misschien maar een paar decennia voordat het in gesteente verandert, wat veel moeilijker te beheren is.
Aan kusten zoals Derwent Howe heeft het proces van lithificatie een zandstrand razendsnel in een rotsachtig platform veranderd. Die snelle verschijning van gesteente zou de ecosystemen boven en onder water fundamenteel kunnen beïnvloeden en de manier veranderen waarop kustlijnen reageren op de uitdagingen van stijgende zeespiegels en extremer weer naarmate onze planeet opwarmt. Momenteel houden we hier geen rekening mee in onze modellen voor erosie van landbeheer, die cruciaal zijn om ons te helpen ons aan te passen aan klimaatverandering.
"We zijn momenteel op zoek naar aanvullende financiering ter ondersteuning van verder onderzoek op andere slakkenafzettingslocaties in heel Europa. Dit zal ons helpen onze kennis van deze nieuwe, snelle, door de mens veroorzaakte gesteentecyclus te verdiepen."
Het artikel van het team, 'Evidence for a rapid anthropoclastic rock cycle', is gepubliceerd in Geology. Het onderzoek werd gefinancierd door de Geological Society (Londen).
Laat een bericht achter