Καυτά ίχνη στο βράχο

Πορώδης δολομιτικός βράχος με κοιλότητες που θα ήταν ιδανικές για γεωθερμική χρήση. Από RUB, Marquard.

Τα υγρά που κυκλοφορούν υπόγεια αλλάζουν τα πετρώματα με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι διαδικασίες πρέπει να ληφθούν υπόψη εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ως αρχείο για το κλίμα. 

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ασβεστόλιθους ηλικίας 380 εκατομμυρίων ετών από το Hagen-Hohenlimburg για να δείξουν λεπτομερώς ποιες κλιματικές πληροφορίες διατηρούνται ακόμη στο βράχο. 

 Οι βράχοι υφίστανται αλλαγές κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών. Ωστόσο, είναι δυνατό να εξαχθούν πληροφορίες από αυτά για το κλίμα κατά τη στιγμή του σχηματισμού τους. 

Τα υγρά που κυκλοφορούν υπόγεια αλλάζουν τα πετρώματα με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι διαδικασίες πρέπει να ληφθούν υπόψη εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ως αρχείο για το κλίμα. Σε συνεργασία με διεθνείς συναδέλφους, ο Δρ. Mathias Müller από την ερευνητική ομάδα Sediment and Isotope Geology στο Πανεπιστήμιο του Ruhr Bochum, Γερμανία, χρησιμοποίησε ασβεστόλιθους 380 εκατομμυρίων ετών από το Hagen-Hohenlimburg για να δείξει λεπτομερώς ποιες κλιματικές πληροφορίες διατηρούνται ακόμη στο βράχο. 

Επιπλέον, οι αναλύσεις του, του επιτρέπουν να βγάλει συμπεράσματα σχετικά με το πόσο κατάλληλος είναι σήμερα ο βράχος για βαθιά γεωθερμική χρήση. Τα αποτελέσματα της έρευνάς του δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Geochimica et Cosmochimica Acta την 1η Ιουλίου 2024. 

Αρχείο κλίματος στο βράχο 

Προκειμένου να κατανοήσετε καλύτερα το σημερινό κλίμα, μπορεί να σας βοηθήσει να εξετάσουμε το παρελθόν. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τα λεγόμενα proxies για αυτόν τον σκοπό: έμμεσους δείκτες του κλίματος σε φυσικά αρχεία όπως πυρήνες πάγου, δακτυλίους δέντρων ή σταγονόπετρες. «Αν θέλουμε να μάθουμε κάτι για το κλίμα πριν από αρκετά εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια χρόνια, εξετάζουμε ιζηματογενή πετρώματα που μπορεί ακόμη και να έχουν αποθηκεύσει τη θερμοκρασία του θαλασσινού νερού από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν», εξηγεί ο Mathias Müller. 

Ένα πράγμα που μπορεί να κάνει αυτόν τον τύπο μακροπρόθεσμης έρευνας για το κλίμα πολύ πιο δύσκολο είναι η επακόλουθη αλλαγή στις κλιματικές υπογραφές που αποθηκεύονται σε αυτούς τους βράχους. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαγένεση. Ξεκινά λίγο μετά την εναπόθεση ιζημάτων στο θαλασσινό νερό και μπορεί να συνεχιστεί μέχρι σήμερα. 

«Πολύ παλιοί βράχοι είναι συνήθως θαμμένοι σε βάθη αρκετών χιλιομέτρων», λέει ο Mathias Müller. «Οι αλλαγές στις κλιματικές πληροφορίες προκαλούνται στη συνέχεια από ζεστά υγρά που κυκλοφορούν σε βάθος». Όπου μπορούν να διεισδύσουν στο βράχο, συχνά οδηγούν σε ανακρυστάλλωση ή ανάπτυξη νέων ορυκτών στο βράχο. Επιπλέον, όταν οι βράχοι ανυψώνονται από τα βάθη στην επιφάνεια της γης, επηρεάζονται από τις συνθήκες αποσάθρωσης. Αυτή η λεγόμενη μετεωρική διαγένεση μπορεί επίσης να επηρεάσει τις παλιές κλιματικές πληροφορίες ή να τις καταστήσει εντελώς άχρηστες. 

Από τη ρηχή θάλασσα στα βουνά 

Μαζί με μια διεθνή ερευνητική ομάδα, ο Mathias Müller ανακατασκεύασε λεπτομερώς ποιες κλιματικές πληροφορίες από τη ρηχή θάλασσα κατά την περίοδο του Δεβονίου αποθηκεύονται ακόμη στο βράχο στην περιοχή Hagen-Hohenlimburg και με ποιες διαδικασίες και υπό ποιες συνθήκες έχουν αλλάξει έκτοτε. 

Οι ερευνητές ανέλυσαν πολλά συστηματικά δείγματα πετρωμάτων από το λατομείο Steltenberg χρησιμοποιώντας πετρογραφικές και γεωχημικές μεθόδους. «Μας εξέπληξε το γεγονός ότι οι αλλαγές στον βράχο μας επέτρεψαν να εντοπίσουμε έναν μεγάλο αριθμό σημαντικών γεωλογικών γεγονότων, όπως το άνοιγμα του Βόρειου Ατλαντικού στο Ιουράσικο και την έναρξη της αναδίπλωσης και της επακόλουθης ανύψωσης των Άλπεων εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από τότε την ύστερη Κρητιδική περίοδο», αναφέρει ο Mathias Müller. Θεωρεί ότι η ραδιομετρική χρονολόγηση με μόλυβδο- ουρανίου είναι το κλειδί για τη χρονολογική ταξινόμηση των λεγόμενων γεγονότων υπερτύπωσης που αποθηκεύονται στο βράχο.

 «Με ιδιαίτερη χαρά ανακαλύψαμε κατά τη διάρκεια της έρευνάς μας ότι οι πληροφορίες για το κλίμα από την περίοδο του Δεβόνιου μπορούν να βρεθούν ακόμη και σε βαριά επιτυπωμένα πετρώματα», τονίζει ο ερευνητής. 

Από την κλιματική έρευνα στη γεωθερμική ενέργεια

 Τα ευρήματα της μελέτης παρουσιάζουν επίσης ενδιαφέρον όταν πρόκειται για την εκμετάλλευση πετρωμάτων για βαθιά γεωθερμική ενέργεια, η οποία θα μπορούσε να είναι ένας παράγοντας που συμβάλλει στην ενεργειακή μετάβαση. Η πρόβλεψη των συνθηκών που θα συναντηθούν σε ποιες περιοχές του υπεδάφους ήταν μια σημαντική πρόκληση για τους ερευνητές μέχρι σήμερα. «Ιδιαίτερα στα ανθρακικά πετρώματα, η διαγενετική υπερεκτύπωση μπορεί να οδηγήσει σε φαινόμενα κατακρήμνισης και διάλυσης στο βράχο, τα οποία μπορούν να έχουν δραματική επίδραση στη δυνητική βιωσιμότητα της γεωθερμικής ενέργειας», λέει ο Mathias Müller. 

Τα αποτελέσματα της τρέχουσας μελέτης επιτρέπουν αισιόδοξα συμπεράσματα ότι ορισμένες από τις χαρακτηρισμένες διεργασίες στο βαθύτερο υπόγειο μπορεί να έχουν αυξήσει τη χρηστικότητα για τη γεωθερμική ενέργεια. Μαζί με ερευνητές από το Fraunhofer Research Institute for Energy Infrastructures and Geothermal Energy IEG και το Geological Survey of North Rhine-Westphalia, ο Mathias Müller στοχεύει επί του παρόντος να ανακαλύψει ποιες επιπτώσεις έχουν τα ευρήματα από την επιφάνεια της γης για τη δυνατότητα εφαρμογής της γεωθερμικής ενέργειας σε βάθος.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το Ruhr-Πανεπιστήμιο Μπόχουμ

περισσότερα,

https://news.rub.de/english/press-releases/2024-07-23-geology-hot-traces-rock

M. Mueller, B.F. Walter, R.J. Giebel, A. Beranoaguirre, P.K. Swart, C. Lu, S. Riechelmann, A. Immenhauser. Towards a better understanding of the geochemical proxy record of complex carbonate archives. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2024; 376: 68 DOI: 10.1016/j.gca.2024.04.029

 https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240723123338.htm