Поколения ученых посещали этот древний ландшафт, и теперь они, возможно, обнаружили самый старый камнепад, когда-либо найденный на суше.
На этом снимке с воздуха показаны прибрежные скалы Клахтолла на северо-западе Шотландии. Гигантский древний валун расположен вдоль берега в правой части изображения, образуя холм вдоль небольшого пляжа перед зданием.
Дождь и ветер обрушивались на северо-западное побережье Шотландии, когда Закари Киллингбэк осматривал камень, застрявший в грязи. Это был не просто старый камень: этот валун весом почти в четверть миллиона тонн и размером больше, чем гигантский реактивный самолет, накренился на свое место около 1,2 миллиарда лет назад, что означает, что это может быть самый старый из обнаруженных камнепадов. на суше.
Киллингбэк, в то время студент магистратуры Даремского университета в Англии, хотел знать, что же произошло за те несколько катастрофических секунд, когда огромный валун рухнул. Камни падали со скал с тех пор, как Земля стала достаточно прохладной для образования камней, но в геологических летописях было обнаружено несколько древних камнепадов. Этот в Шотландии предлагает окно в то, что происходило на планете до того, как животные сделали свои первые вдохи, до того, как растения пустили корни в землю, до того, как даже сформировались современные континенты.
Как описывает команда в новом исследовании, опубликованном в журнале Geology, валун погрузился менее чем на 50 футов в водянистые отложения, сила удара расколола скалу и впрыснула грязь в трещины. В то время как скала, с которой он упал, размылась, камнепад остался. У каждого камня есть история, и перед учеными стоит задача использовать то, что известно о многих физических процессах на нашей планете, чтобы извлечь фрагменты из ее прошлого.
«Это показывает, сколько удивительных деталей можно извлечь из одного блока породы, если подойти к нему очень внимательно», - говорит Кара Берберри, структурный геолог из Университета Небраски в Линкольне, которая не участвовала в изучение. «Они очень красиво задокументировали это».
Геологический Диснейленд
Северо-западная Шотландия - это чудо, которое стоит увидеть, бирюзовые воды омывают небольшие пляжные альковы, расположенные вдоль побережья. Переменный ландшафт записывает миллиарды лет истории нашей планеты, когда суперконтиненты формировались и распадались, а реки и озера приливали и отливали.
«Это Геологический Диснейленд», - говорит Алекс Уэбб, геолог из Университета Гонконга, не участвовавший в исследовании.
Поколения ученых посетили этот древний ландшафт, который сейчас является популярным местом для полевых экскурсий студентов. «Если бы не COVID, я бы сегодня был на этих самых обнажениях», - говорит автор исследования Боб Холдсворт, структурный геолог из Даремского университета.
Во время одной из таких студенческих поездок Холдсворт и его коллеги заметили, что что-то не так с каменной глыбой недалеко от деревни Клахтолл. Валун является частью гнейса Льюиса, породы возрастом три миллиарда лет, которая была сжата под интенсивным давлением в процессе формирования, в результате чего минералы выровнялись в уложенные друг на друга слои, известные как слоистость. На большей части региона эти слои простираются с северо-запада на юго-восток. Но слои валуна повернуты на 90 градусов.
Валун, длиннее авиалайнера, проносится вдоль переднего плана на этом снимке, сделанном в 2010 году.
Холдсворт и его коллеги подозревали, что повернутые слои и другие любопытные особенности трещин горной породы могут быть результатом крутого падения, но им нужно было больше данных, чтобы доказать это. Итак, Киллингбэк взялся за исследование своей магистерской диссертации.
Собираем улики в полевых условиях
Место камнепада было любимой экскурсией Киллингбэка, когда он был студентом бакалавриата. Организованные экскурсии с одноклассниками часто были трудными для Киллингбэка, страдающего аутизмом. Навигация в толпе студентов, обработка быстрых инструкций и шквал сенсорных стимулов в поле представляли собой постоянные препятствия.
Поездка в Клахтолл, однако, была другой. Вместо профессора, проводящего их по геологическим достопримечательностям, он говорит: «Вы как бы расслабились - мне это так понравилось».
В сентябре 2016 года он вернулся к своей магистерской работе, чтобы тщательно составить карту структуры валуна. Ветер пронесся по холмам, когда полил дождь, но Киллингбэк работал над каждой задачей так эффективно, как только мог, прежде чем броситься в безопасное место своей машины, чтобы просмотреть записи и наметить следующие шаги. Даже в его машине ветер давал о себе знать. «Каждую ночь я думал, что буду сходить с ума», - говорит он.
В его последний день в поле студенты-путешественники заполонили площадку. Киллингбэк закончил свою работу, пока группа бежала по скалам, а затем вернулся в лабораторию, чтобы воссоздать проблеск древнего прошлого планеты.
Разрушительный спуск
Геологическая история, которую разгадали Киллингбэк и его коллеги, выглядит примерно так: около 1,2 миллиарда лет назад на территории нынешнего северо-западного побережья Шотландии формировался бассейн. Озера заполнили регион, и реки пронеслись через него, откладывая слои перемешанных камней и красных отложений. Мощное землетрясение могло сотрясти землю, возможно, от земли, простирающейся в котловину, и валун упал со скалы. Он слегка искривился при падении, в результате чего его внутренние слои оказались под прямым углом к остальным скалам региона.
Когда камень приземлился, сверху и снизу пошли трещины. Сегодня трещины заполнены красным шламом, и небольшие перепады свидетельствуют об падении. Осадок в трещинах наверху слоистый, что свидетельствует о том, что со временем он постепенно вымывался в трещины. Трещины на дне, однако, не имеют такой слоистости и заполнены гораздо более мелкими осадками, что указывает на быструю инъекцию от силы удара. Burberry называет этот узор «дымящимся пистолетом» для камнепада.
Камень соскользнул при ударе, о чем частично свидетельствует большая трещина в передней части валуна, говорит Киллингбэк. Команда также взяла в лабораторию небольшие ядра породы, чтобы проверить, какая сила требуется, чтобы разорвать камень на части. Эта цифра помогла определить, как далеко упал камень: вероятно, менее 50 футов.
“Как мы раньше этого не замечали? В этом так много смысла», - говорит геолог Кэтрин Моттрам из Портсмутского университета в Англии, которая каждый год возит своих студентов бакалавриата в этот регион, но не входила в состав исследовательской группы.«Я буквально несколько раз сидел на этом [валуне] и обедал».
Истории, спрятанные в скале
Для Киллингбэка самой большой проблемой было воплотить свои идеи в письменный отчет - трудность, не редкость для аутичных людей. «По сути, я думаю образами, - говорит он. «Вся моя диссертация была у меня в голове, как немой документальный фильм».
Превращение этого ментального фильма в письменный рассказ заняло у него еще два года, говорит он. «Я просто втайне мечтал, чтобы кто-нибудь изобрел технологию, позволяющую мне втыкать флешку в голову и скачивать все это».
Киллингбэк разработал стратегии преодоления трудностей, в том числе объяснил матери различные аспекты исследования, а затем сразу же записал его слова. В конце концов, это окупилось, и в результате появилось яркое исследование.
«Это своего рода уникальная возможность увидеть процесс, который, как мы знаем, всегда происходит, но мы редко видим его сохранившимся в горных записях», - говорит Кристофер Джексон, геолог из Имперского колледжа Лондона, не участвовавший в новых исследованиях. исследования.
Часть удовольствия от геологии заключается в детективной работе, связанной с выявлением каждой каменной подсказки. В статье Киллингбэка Уэбб говорит: «Радость от выяснения этого как бы истекает кровью со страницы».