Новое исследование показало, что промышленные отходы могут превращаться в горную породу всего за 35 лет, а не за тысячи или миллионы лет, как считалось ранее. Это открытие меняет представления ученых о формировании камней и указывает на существование нового, ускоренного «антропокластического цикла».
Согласно заявлению исследователей, отходы металлургических заводов, расположенных у моря, особенно быстро превращаются в камень под воздействием морской воды и воздуха. Минералы, такие как кальций и магний, вступают в реакцию с окружающей средой, цементируя отходы (шлак) быстрее, чем это происходит с природными осадочными породами.
«Сотни лет мы считали, что геологический цикл — это естественный процесс, занимающий тысячи или миллионы лет, — говорит Аманда Оуэн, ведущий автор исследования и преподаватель седиментологии в Университете Глазго. — Но теперь мы видим, что созданные человеком материалы включаются в природные системы и литифицируются (превращаются в камень) всего за несколько десятилетий».
Ученые назвали этот процесс «быстрым антропокластическим циклом». Открытие опровергает прежние теории о формировании горных пород и означает, что у промышленных предприятий гораздо меньше времени на безопасную утилизацию отходов, чем предполагалось. Результаты исследования опубликованы 10 апреля в журнале Geology.
Как шлак становится камнем?
Первые признаки ускоренного превращения отходов в камень ученые обнаружили на Деруэнт-Хоу — огромной свалке шлака от закрытых металлургических заводов на северо-западном побережье Англии. Исследователи заметили необычные образования в этих «шлаковых скалах» и решили изучить их детальнее.
С помощью электронной микроскопии, рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии команда проанализировала образцы с 13 участков Деруэнт-Хоу. Оказалось, что в шлаке содержатся кальций, железо, магний и марганец — химически активные элементы, способствующие образованию природных цементов (кальцита, гетита и брусита). Именно они ускоряют процесс сцепления минералов и формирования камня.
35 лет — новый рекорд геологии
Один из образцов содержал алюминиевую крышку от банки, которая помогла ученым определить скорость литификации.
«Мы нашли монету 1934 года с изображением Георга V и алюминиевую крышку, дизайн которой появился не раньше 1989 года, — говорит соавтор исследования Джон Макдональд. — Чтобы крышка оказалась внутри камня, шлак должен был затвердеть и превратиться в породу за последние 35 лет».
Это означает, что максимальный срок превращения шлака в камень — 35 лет, но процесс мог завершиться и быстрее.
«Это микрокосм того, как вся наша деятельность на поверхности Земли со временем станет частью геологической летописи, но происходит это с невероятной скоростью», — отмечает Макдональд.
Глобальное явление
Подобные процессы ранее наблюдались на побережье Испании (район Горрондаче), но тогда ученые не смогли определить временные рамки.
«Этот феномен, скорее всего, происходит везде, где шлаковые отвалы находятся у моря и подвергаются воздействию волн», — говорит Дэвид Браун, соавтор исследования и вулканолог из Университета Глазго.
Последствия для экологии и промышленности
Открытие ставит под сомнение долгосрочную безопасность промышленных свалок. Если отходы превращаются в камень так быстро, риски загрязнения воды и почвы могут быть недооценены. Кроме того, у предприятий остается меньше времени на контроль за утилизацией шлака, прежде чем он станет частью геологической системы.
Ученые планируют изучить другие промышленные отвалы по всему миру, чтобы понять масштабы этого явления. Возможно, человечество уже создало новый тип геологического цикла — и он работает гораздо быстрее, чем природа.
