Hoeveel jaar kan een berg bestaan? De retorische vraag van Bob Dylan heeft zojuist weer een wetenschappelijk onderbouwd antwoord gekregen. Onderzoekers van Wageningen University &Research (WUR) en de Technische Universiteit van Denemarken (DTU) hebben een nieuwe methode ontwikkeld die de blootstellingsduur van gesteenten en sedimenten kan meten, leidend tot nieuwe inzichten in landschapsevolutie. In Wetenschappelijke rapporten , ze onthullen hun innovatieve techniek.

De interacties van zonlicht met planten en dieren is algemeen bekend en behoeft geen speciale introductie. Echter, minder van ons beseffen dat zonlicht interageert met rotsen, te, met subtiele subatomaire processen die over het algemeen moeilijk waar te nemen zijn. In een rots die aanvankelijk tegen licht was afgeschermd, de defecten in de kristallen vullen zich in de loop van de tijd met elektrische lading als gevolg van de omringende omgevings- en kosmische straling. Wanneer deze rots vervolgens wordt blootgesteld aan zonlicht, een deel van de gevangen lading direct aan het oppervlak zal recombineren en fotonen uitzenden in een proces dat 'luminescentie' wordt genoemd.

Licht maakt opgesloten ladingen leeg

Naarmate de blootstelling aan zonlicht voortduurt, diepere gebieden in de rots zullen vervolgens interageren met het binnenkomende zonlicht en op dezelfde manier worden ontdaan van opgesloten lading. De overgangszone tussen het oppervlak van de rots waar geen ingesloten lading bestaat en diepere gebieden waar elektronenvallen volledig bezet zijn, wordt de luminescentiebleekdiepte genoemd. Deze diepte kan geowetenschappers essentiële informatie verschaffen over de precieze timing van landschapsvorming, bodemerosie tarieven, sedimenttransportafstanden, voorwaarden voor luchtdekking, enzovoort.

Tot voor kort, de methode voor het bepalen van de luminescentiebleekdiepte was omslachtig, lage resolutie, en indirect:onderzoekers waren niet in staat één soort defect te isoleren zonder vele andere te storen. Een groep onderzoekers gevestigd in Wageningen University &Research (WUR), samen met onderzoekers van de Technische Universiteit van Denemarken (DTU), hebben deze methode nu vanaf het begin herhaald, en verkreeg ongekende 2D-kaarten met hoge resolutie van gevangen elektronen in rotsen.

De nieuwe methode is gebaseerd op een recente ontdekking van DTU Nutech. Hun aanpak maakt gebruik van een zeer specifieke golflengte van infrarood licht (830 nanometer) om een ​​bekende elektronenval in veldspaat (het meest voorkomende mineraal in de aardkorst) te stimuleren. Door de natuurlijke fotoluminescentie af te beelden op iets langere golflengten (> 925 nanometer), de onderzoekers verkregen ongekende ruimtelijke gegevens over de luminescentiebleekdiepte van een ijsgepolijst granietoppervlak uit de Zwitserse Alpen. De resultaten kwamen niet alleen overeen met de theoretische verwachtingen voor een oppervlak dat 11 jaar lang continu aan zonlicht werd blootgesteld, 000 jaar, maar bood ook twee extra dimensies (ruimtelijk en chemisch) om te begrijpen hoe licht interageert met verschillende mineralen in langdurige en constante natuurlijke omgevingen.

De bevindingen zijn het resultaat van de langdurige samenwerking tussen het Nederlands Centrum voor Luminescentiedatering (NCL), met het Centrum voor Nucleaire Technologieën van de Technische Universiteit van Denemarken (DTU Nutech).

"Het is ongebruikelijk om op de juiste plaats en op het juiste moment te zijn, om een ​​opkomende technologie om te zetten in een onmiddellijke toepassing in de geowetenschappen, " zegt dr. Benny Guralnik, die het onderzoek heeft bedacht en financiering heeft gekregen via NWO-VENI. "Het is verder ironisch hoe een paar ad-lib-metingen door mijn MSc-stagiair, werd plotseling het hoogtepunt van mijn VENI, " zegt Guralnik over Elaine Sellwood, wie is de eerste auteur van het artikel, en die sinds de voltooiing van het project een volledige Ph.D. programma bij DTU Nutech, gericht op het verbeteren en commercialiseren van het prototype-instrument, en het verder ontwikkelen van de geologische toepassingen van de methode.