Stene prolaze kroz promene tokom miliona godina. Ipak, iz njih je moguće izvući informacije o klimi u vreme njihovog formiranja.
Tečnosti koje kruže pod zemljom menjaju stene tokom vremena. Ovi procesi se moraju uzeti u obzir ako se žele koristiti kao klimatski arhiv. U saradnji sa međunarodnim kolegama, dr Matijas Miler iz grupe za istraživanje sedimenta i izotopa na Univerzitetu Rur u Bohumu, Nemačka, koristio je krečnjake stare 380 miliona godina iz Hagen-Hoenlimburga kako bi detaljno pokazao koje klimatske informacije su još uvek sačuvane u kamen.
Pored toga, njegove analize mu omogućavaju da izvuče zaključke o tome koliko je stena danas pogodna za duboku geotermalnu upotrebu. Rezultati njegovog istraživanja objavljeni su u časopisu Geochimica et Cosmochimica Acta 1. jula 2024. godine.
Da bismo bolje razumeli današnju klimu, može pomoći pogled u prošlost. Istraživači u tu svrhu koriste takozvane proksije: indirektne indikatore klime u prirodnim arhivama kao što su ledena jezgra, prstenovi drveća ili okapi.
„Ako želimo da saznamo bilo šta o klimi pre nekoliko miliona ili čak milijardi godina, ispitujemo sedimentne stene koje su možda čak čuvale temperaturu morske vode od pre stotina miliona godina“, objašnjava Miler.
Jedna stvar koja ovu vrstu dalekosežnog istraživanja klime može znatno otežati je naknadna promena u klimatskim potpisima uskladištenim u ovim stenama. Ovaj proces se naziva dijageneza. Počinje ubrzo nakon taloženja sedimenta u morskoj vodi i može se nastaviti do danas.
„Veoma stare stene obično su zakopane do nekoliko kilometara dubine“, kaže Miler. „Promene u klimatskim informacijama su tada uzrokovane vrućim tečnostima koje kruže na dubini.“ Tamo gde mogu da prodru u stenu, često dovode do rekristalizacije ili novog mineralnog rasta u steni.
Osim toga, kada se stene podignu iz dubina na površinu Zemlje, na njih utiču vremenske prilike. Ova takozvana meteorska dijageneza takođe može uticati na stare klimatske informacije ili ih učiniti potpuno beskorisnim.
Zajedno sa međunarodnim istraživačkim timom, Matijas Miler je detaljno rekonstruisao koje su klimatske informacije iz plitkog mora tokom devonskog perioda još uvek pohranjene u steni u oblasti Hagen-Hoenlimburg i kojim procesima i pod kojim uslovima su one od tada promenjene. Istraživači su analizirali brojne sistematski prikupljene uzorke stena iz Steltenberg kamenoloma koristeći petrografske i geohemijske metode.
„Bili smo iznenađeni što su nam promene u steni omogućile da identifikujemo veliki broj značajnih geoloških događaja, kao što je otvaranje severnog Atlantika u juri i početak savijanja i naknadnog izdizanja Alpa stotinama kilometara od kasnog perioda krede“, navodi Miler.
On smatra da je radiometrijsko datiranje uranijum-olovo ključno za hronološko klasifikaciju takozvanih događaja preštampanja pohranjenih u steni. „Bilo nam je posebno zadovoljstvo što smo tokom našeg istraživanja otkrili da se klimatske informacije iz devonskog perioda i dalje mogu naći čak iu stenama koje su preštampane“, kaže istraživač.
Nalazi studije su takođe od interesa kada je u pitanju eksploatacija stena za duboku geotermalnu energiju, koja bi mogla biti faktor koji doprinosi energetskoj tranziciji. Predviđanje koji će se uslovi pojaviti u kojim oblastima podzemne površine je bio veliki izazov za istraživače do danas.
„Naročito u karbonatnim stenama, dijagenetski pretisak može dovesti do pojave padavina i rastvaranja u steni, što može imati dramatičan efekat na potencijalnu održivost geotermalne energije“, kaže Miler.
Rezultati trenutne studije dozvoljavaju privremene optimistične zaključke da su neki od karakterisanih procesa u dubljim podzemnim slojevima možda povećali upotrebljivost geotermalne energije. Zajedno sa istraživačima iz Fraunhofer istraživačke institucije za energetske infrastrukture i geotermalnu energiju IEG i Geološkog zavoda Severne Rajne-Vestfalije, Miler trenutno ima za cilj da utvrdi koji nalazi sa površine Zemlje utiču na primenljivost geotermalne energije u dubini.
