在塔斯马尼亚湿地发现的新西兰超级火山喷发遗迹
据说,世界是如此之大,而构成它的碎片是如此之小,以至于无法理解它们到底有多大和有多小。
想象一下,如果地球表面的一大块碰巧在空间和时间上被猛烈地吹散,调和两者的科学任务将是多么艰巨。
珍妮·霍普金斯(Jenni Hopkins)没有气馁,在过去六年里,这一直是她的圣杯。
她面临的非凡挑战是确定火山玻璃的起源,这种玻璃非常微小,肉眼看不见,是在塔斯马尼亚北部野外进行的一项不相关的实地研究中发现的。
这些富含二氧化硅的碎片是在土壤表面以下2.5米处发现的,埋在梅德韦河上游偏远地区黄色沼泽提取的泥炭质沉积物中,这里以钓鳟鱼而闻名,而不是地质意义。
在霍普金斯博士位于新西兰惠灵顿的维多利亚大学实验室,对隐隐菌上方的植物孢子进行放射性碳测年,并进行详尽的化学分析,使她有了一个惊人的发现。
这些碎片几乎可以肯定是川川/奥鲁纽火山事件的残留物,这是世界上最近的所谓超级火山爆发,被认为是人类历史上最大的火山事件之一。
它发生在大约26000年前,距离采集岩芯样本的地方2500公里,这加大了霍普金斯博士必须克服的困难程度。
“这些方法非常具有挑战性和耗时,”她说,似乎轻描淡写是解释这种努力的先决条件。
“玻璃碎片非常小,在沉积物中并不常见。
“隐烟是出了名的难以提取和分析的,这就是为什么在澳大利亚发现的流纹岩火山灰以前不一定与已知的喷发源有关。”
长达数月的爆炸本身是巨大的。
大约1200立方千米的岩石、岩浆和其他物质喷涌在一块陆地上,今天这块陆地的面积大约是1600乘450千米。在一些地方,火成岩或火山岩沉积了200米深。
整个北岛和部分南部地区都被10厘米厚的火山灰覆盖,这两个地区当时都要大得多。
火山喷发产生的颗粒遍布新西兰,在查塔姆群岛以东900公里的陆地上也能找到。
先前的模型显示,它们也可能漂流到澳大利亚东部。
然而,直到塔斯马尼亚森林实践管理局的地球科学和文化遗产经理彼得·麦金托什博士于2017年开始探索黄沼泽土著土地管理的长期影响,才发现了这一点的证据。
他的研究伙伴之一、昆士兰大学的学生朱迪思·温克(Judith Vink)对一个2.5米深的土壤样本进行了测试,发现了一系列花粉样本,时间跨越了上一个冰河时代的顶峰和11700年前开始的全新世之间的过渡。
在岩心底部一层两厘米厚的沉积物中还嵌有一些清晰的火山碎片。
麦金托什博士说,包括科学家在内的大多数人会对这些形状奇怪的碎片不屑一顾,但博士候选人温克女士意识到它们可能很重要。
“当朱迪思描述她在显微镜下发现的不寻常颗粒时,我知道它们一定是火山灰,”麦金托什博士回忆道。
“奥鲁努伊超级喷发……是最有可能的,因为它是过去7万年来全球最大的一次。”
为了收集足够的“看不见的”玻璃,他们用手钻和螺旋钻钻了第二个岩心,钻到三米深,然后开始了艰苦的测试过程。
“我怀疑这将是一个真正伟大的发现,所以我非常高兴地投入时间来完成它,”霍普金斯博士谈到实验室马拉松式的研究时说。
在过去的300万年里,澳大利亚没有发生过超级火山爆发,尽管有一些活火山,包括南澳大利亚的甘比尔山和尚克山。
除此之外,在昆士兰东北部也发现了流纹岩碎片,可能来自巴布亚新几内亚的一次火山喷发,但由于缺乏比较数据,它们的来源无法确定。
为了确定黄沼泽沉积物的成因,霍普金斯博士开发了她自己的技术,即密度分离。
一旦单个碎片在显微镜载玻片上被识别和计数,就会使用电子显微探针对它们进行地球化学分析。
这位英国出生的火山学家说:“我们确实在推动这类样本分析的界限。”
“提取和浓缩这些微小的碎片并对其进行分析是非常有挑战性的。”
如果分析是正确的,研究小组认为,黄沼泽的发现将使西南太平洋末次冰期的沉积物,包括在澳大利亚、新西兰和南极洲发现的沉积物,无可辩驳地联系起来。
霍普金斯博士说:“反过来,这使得这段时期(2万到2.6万年前)不同的环境得以比较。”
“这可能看起来微不足道,但它对过去的气候重建有着巨大的应用。”
霍普金斯博士的工作得到了英国皇家学会Apārangi马斯登快速启动基金的资助。
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