พบแท่งอะลูมิเนียมบรรจุเครื่องดื่มบรรจุอยู่ในหินรูปร่างใหม่บนชายฝั่งคัมเบรียในสกอตแลนด์ การค้นพบครั้งนี้ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์ได้รับทราบถึงผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ต่อกระบวนการและวัสดุธรรมชาติของโลกอย่างน่าตกตะลึง
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ค้นพบว่าตะกรัน ซึ่งเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมเหล็กกล้า กำลังกลายเป็นหินแข็งภายในเวลาเพียง 35 ปี
การค้นพบดังกล่าวท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการทางธรณีวิทยาของโลกที่มีมายาวนานหลายศตวรรษ โดยการวิจัยแสดงให้เห็นว่าหินเกิดขึ้นตามธรรมชาติมานานหลายล้านปี
นักวิจัยได้บันทึก 'วัฏจักรหินแอนโธรโพคลาสติกแบบรวดเร็ว' ใหม่เป็นครั้งแรก ซึ่งเลียนแบบวัฏจักรหินธรรมชาติ แต่เกี่ยวข้องกับวัสดุมนุษย์ในระยะเวลาที่เร่งขึ้น พวกเขาเชื่อว่าวัฏจักรนี้น่าจะเกิดขึ้นในพื้นที่อุตสาหกรรมที่คล้ายกันทั่วโลก
ทีมเตือนว่าการพัฒนาหินรอบพื้นที่ขยะอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วและไม่ได้วางแผนไว้อาจส่งผลกระทบเชิงลบต่อระบบนิเวศ ความหลากหลายทางชีวภาพ การจัดการชายฝั่ง และการวางผังที่ดิน
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร ธรณีวิทยา, นักวิจัยอธิบายว่าการวิเคราะห์โดยละเอียดของแหล่งตะกอนตะกรันยาวสองกิโลเมตรที่ Derwent Howe ในเวสต์คัมเบรียนำไปสู่การค้นพบวัฏจักรของระบบโลกใหม่ได้อย่างไร
Derwent Howe เป็นที่ตั้งของโรงหล่อเหล็กและเหล็กกล้าในช่วงปี 19th และ 20thหลายศตวรรษ และชายฝั่งมีตะกอนจากเตาเผาสะสมอยู่ถึง 27 ล้านลูกบาศก์เมตรตลอดประวัติศาสตร์อุตสาหกรรม
ตะกอนตะกรันได้ก่อตัวเป็นหน้าผาที่เต็มไปด้วยวัสดุเหลือใช้ซึ่งถูกกัดเซาะโดยคลื่นชายฝั่งและกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ทีมงานสังเกตเห็นโครงสร้างที่แปลกประหลาดในหน้าผาและเริ่มสังเกตอย่างละเอียดที่ 13 จุดทั่วชายฝั่ง
การทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ และสเปกโตรสโคปีรามาน ช่วยให้พวกเขาระบุได้ว่าวัสดุตะกรันของ Derwent Howe ประกอบด้วยตะกอนของแคลเซียม เหล็ก แมกนีเซียม และแมงกานีส ธาตุเหล่านี้มีปฏิกิริยาทางเคมีสูง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้กระบวนการสร้างหินเร็วขึ้น
เมื่อตะกรันถูกกัดเซาะโดยน้ำทะเล ตะกรันจะสัมผัสกับน้ำทะเลและอากาศ ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยาในตะกรันเพื่อสร้างซีเมนต์จากธรรมชาติ ได้แก่ แคลไซต์ เกอไทต์ และบรูไซต์ ซีเมนต์เหล่านี้เป็นวัสดุชนิดเดียวกันที่ยึดหินตะกอนตามธรรมชาติเข้าด้วยกัน แต่ปฏิกิริยาเคมีทำให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นเร็วกว่าที่เราคาดไว้มากสำหรับวัสดุประเภทเดียวกันในวงจรหินธรรมชาติ
ดร. อแมนดา โอเว่น จากคณะภูมิศาสตร์และธรณีศาสตร์ มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ เป็นผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้อง ดร. โอเว่นกล่าวว่า “เราเข้าใจวงจรหินว่าเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่กินเวลานานนับพันถึงล้านปีมาเป็นเวลากว่าสองร้อยปีแล้ว
“สิ่งที่น่าทึ่งคือ เราพบว่าวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นเหล่านี้ถูกนำมาผสมผสานเข้ากับระบบธรรมชาติและกลายเป็นหินในเวลาหลายทศวรรษแทน ซึ่งถือเป็นการท้าทายความเข้าใจของเราว่าหินเกิดขึ้นได้อย่างไร และชี้ให้เห็นว่าวัสดุเหลือใช้ที่เราผลิตขึ้นในการสร้างโลกสมัยใหม่จะมีผลกระทบต่ออนาคตของเราอย่างไม่อาจย้อนกลับได้”
การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของทีมได้รับการสนับสนุนจากการค้นพบวัสดุสมัยใหม่ที่ติดอยู่ในตัวอย่างบางส่วนอย่างน่าประหลาดใจ ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถสรุปได้ว่าการเปลี่ยนเป็นหินของตะกรันใช้เวลานานเท่าใด
“เราสามารถกำหนดอายุของกระบวนการนี้ได้อย่างแม่นยำอย่างน่าทึ่ง” ดร. จอห์น แมคโดนัลด์ ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว “เราพบทั้งเหรียญคิงจอร์จที่ 1934 จากปี 1989 และแถบอลูมิเนียมสำหรับกระป๋องที่มีการออกแบบที่เราพบว่าไม่สามารถผลิตขึ้นก่อนปี XNUMX ได้ฝังอยู่ในวัสดุ”
“นี่ทำให้เราสามารถกำหนดกรอบเวลาสูงสุดได้ 35 ปีสำหรับการก่อตัวของหินนี้ ซึ่งอยู่ในช่วงอายุขัยของมนุษย์เพียงคนเดียว นี่คือตัวอย่างขนาดเล็กที่แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมทั้งหมดที่เรากำลังทำอยู่บนพื้นผิวโลกจะลงเอยด้วยการถูกบันทึกไว้เป็นหลักฐานทางธรณีวิทยาในรูปแบบของหินในที่สุด อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้กำลังเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างน่าทึ่งและไม่เคยมีมาก่อน”
ดร. เดวิด บราวน์ ผู้เขียนร่วมคนที่สามของรายงานกล่าวว่า “ตะกรันประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งหมดที่จำเป็นในการเปลี่ยนเป็นหินเมื่อสัมผัสกับน้ำทะเลและอากาศ ดังนั้นผมคิดว่ามีความเป็นไปได้สูงมากที่ปรากฏการณ์เดียวกันนี้จะเกิดขึ้นที่แหล่งตะกรันที่มีลักษณะคล้ายกันตามแนวชายฝั่งที่เปิดโล่งซึ่งมีคลื่นซัดเข้ามากระทบที่ใดที่หนึ่งในโลก”
“ขยะตะกรันเหล็กเป็นปรากฏการณ์ทั่วโลก และจากที่เราได้บันทึกไว้ เมื่อขยะจากเหมืองที่มีฤทธิ์เป็นด่างสัมผัสกับน้ำและอากาศ อาจทำให้วัสดุที่หลวมๆ เกิดการเกาะตัวกันเป็นก้อนได้”
ผลการค้นพบดังกล่าวถือเป็นตัวอย่างแรกของวงจรหินแอนโธรโพคลาสติกที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วบนบกที่มีการบันทึกและระบุวันที่ไว้อย่างสมบูรณ์ ในเอกสารนี้ ทีมวิจัยได้ตั้งข้อสังเกตว่ากระบวนการที่คล้ายกันนี้เคยพบเห็นมาก่อนในระบบชายฝั่ง Gorronodatxe ใกล้เมืองบิลเบา ประเทศสเปน อย่างไรก็ตาม นักวิจัยที่นั่นไม่สามารถระบุได้ว่ากระบวนการนี้ดำเนินไปนานแค่ไหน เนื่องจากขยะถูกทิ้งลงทะเลก่อนที่จะนำกลับมาที่ชายหาด
ดร. โอเวนกล่าวเสริมว่า “เมื่อวัสดุเหลือใช้ถูกทิ้งครั้งแรก วัสดุเหล่านี้จะหลวมและสามารถเคลื่อนย้ายได้ตามต้องการ ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าเราไม่มีเวลามากเท่าที่คิดในการหาสถานที่ที่จะทิ้งวัสดุเหล่านั้นซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด ในทางกลับกัน เราอาจต้องใช้เวลาเพียงไม่กี่สิบปีกว่าที่วัสดุเหล่านั้นจะกลายเป็นหิน ซึ่งจัดการได้ยากกว่ามาก
“บนชายฝั่งเช่น Derwent Howe กระบวนการเปลี่ยนรูปเป็นหินได้เปลี่ยนหาดทรายให้กลายเป็นแท่นหินอย่างรวดเร็วมาก การที่หินปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็วอาจส่งผลกระทบพื้นฐานต่อระบบนิเวศเหนือและใต้น้ำ และเปลี่ยนวิธีการตอบสนองต่อความท้าทายของระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและสภาพอากาศที่เลวร้ายยิ่งขึ้นเมื่อโลกของเราร้อนขึ้น ปัจจุบัน ยังไม่มีการคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้ในแบบจำลองการจัดการที่ดินที่กัดเซาะของเรา ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการช่วยให้เราพยายามปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ”
“ปัจจุบัน เรากำลังมองหาเงินทุนเพิ่มเติมเพื่อช่วยสนับสนุนการวิจัยเพิ่มเติมในแหล่งสะสมตะกรันแห่งอื่นๆ ทั่วทั้งยุโรป ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจวงจรหินมนุษย์ยุคหินใหม่ที่รวดเร็วนี้มากขึ้น”
บทความของทีมวิจัยเรื่อง 'หลักฐานของวงจรหินแอนโธรโพคลาสติกที่รวดเร็ว' ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Geology โดยงานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนเงินทุนจาก Geological Society (ลอนดอน)
