Quantos anos pode existir uma montanha? A pergunta retórica de Bob Dylan acaba de receber mais uma resposta com base científica. Pesquisadores da Wageningen University &Research (WUR) e da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) desenvolveram um novo método que pode medir a duração da exposição de rochas e sedimentos, levando a novos insights na evolução da paisagem. No Relatórios Científicos , eles revelam sua técnica inovadora.

As interações da luz solar com plantas e animais são de conhecimento comum que não requer introdução especial. Contudo, menos de nós percebemos que a luz do sol interage com as rochas, também, envolvendo processos subatômicos sutis que geralmente são difíceis de observar. Em uma rocha inicialmente protegida da luz, os defeitos dentro de seus cristais se enchem de carga elétrica ao longo do tempo como resultado da radiação cósmica e ambiental circundante. Quando esta rocha é exposta à luz solar, parte da carga aprisionada imediatamente na superfície se recombina e emite fótons em um processo chamado 'luminescência'.

A luz esvazia cargas presas

Conforme a exposição à luz solar continua, regiões mais profundas dentro da rocha irão, subsequentemente, interagir com a luz solar que chega e serão igualmente esvaziadas de carga presa. A zona de transição entre a superfície da rocha onde não existe carga aprisionada e regiões mais profundas onde as armadilhas de elétrons estão totalmente ocupadas é chamada de profundidade de branqueamento de luminescência. Esta profundidade pode fornecer aos geocientistas informações vitais sobre o momento preciso da formação da paisagem, taxas de erosão do leito rochoso, distâncias de transporte de sedimentos, condições de cobertura do céu, e assim por diante.

Até recentemente, o método para determinar a profundidade de branqueamento por luminescência foi trabalhoso, baixa resolução, e indireto - os pesquisadores foram incapazes de isolar um tipo de defeito sem perturbar muitos outros. Um grupo de pesquisadores com base na Wageningen University &Research (WUR), junto com pesquisadores da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), agora reiterou esta metodologia do zero, e obteve mapas 2-D de alta resolução sem precedentes de elétrons aprisionados dentro das rochas.

O novo método é baseado em uma descoberta recente da DTU Nutech. Sua abordagem usa um comprimento de onda muito específico de luz infravermelha (830 nanômetros) para estimular uma armadilha de elétrons bem conhecida no feldspato (o mineral mais comum na crosta terrestre). Ao obter imagens da fotoluminescência natural em comprimentos de onda ligeiramente mais longos (> 925 nanômetros), os pesquisadores obtiveram dados espaciais sem precedentes sobre a profundidade de branqueamento luminescente de uma superfície de granito polido com gelo dos Alpes suíços. Os resultados não apenas corresponderam às expectativas teóricas para uma superfície continuamente exposta à luz solar por 11, 000 anos, mas também ofereceu duas dimensões adicionais (espacial e química) para entender como a luz interage com vários minerais em ambientes naturais prolongados e constantes.

As descobertas são o resultado da colaboração de longa data entre o Netherlands Center for Luminescence dating (NCL), com o Centro de Tecnologias Nucleares da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU Nutech).

"É incomum estar no lugar certo e na hora certa, para converter uma tecnologia emergente em uma aplicação imediata em geociências, "diz o Dr. Benny Guralnik, que concebeu o estudo e obteve financiamento através da NWO-VENI. "É ainda mais irônico como algumas medições improvisadas pelo meu estagiário de MSc, de repente se tornou o auge da minha VENI, "diz Guralnik em referência a Elaine Sellwood, quem é o primeiro autor do artigo, e que, desde a conclusão do projeto, busca um doutorado pleno. programa na DTU Nutech, visando melhorar e comercializar o instrumento protótipo, e desenvolver ainda mais as aplicações geológicas do método.