Un onglet en aluminium provenant d'une boisson peut être trouvé enveloppé dans une nouvelle forme de roche sur le littoral cumbrien a contribué à fournir aux scientifiques un nouveau aperçu choquant de l'impact de l'activité humaine sur les processus et les matériaux naturels de la Terre.
Des chercheurs de l'Université de Glasgow ont découvert que Slag, un déchet industriel produit par l'industrie sidérurgique, se transforme en roche solide en aussi peu que 35 ans.
La découverte remet en question des siècles de compréhension des processus géologiques de la planète, où la recherche a montré que la roche se forme naturellement sur des millions d'années.
Les chercheurs ont documenté pour la première fois un nouveau «cycle rocheux anthropoclaste rapide», qui imite les cycles de roche naturels mais implique du matériel humain sur les échelles de temps accélérées. Ils croient que le cycle est susceptible d'être en cours dans des sites industriels similaires à travers le monde.
L'équipe avertit que le développement rapide et imprévu pour les roches autour des sites de déchets industriels pourrait avoir des impacts négatifs sur les écosystèmes et la biodiversité, ainsi que la gestion côtière et la planification des terres.
Dans un article publié dans la revue Géologieles chercheurs expliquent comment l'analyse détaillée d'un tronçon de 2 kilomètres de dépôt de scories à Derwent Howe dans l'ouest de la Cumbria a conduit à la découverte d'un nouveau cycle de système terrestre.
Derwent Howe abritait des fonderies en fer et en acier au cours des XIXe et XXe siècles, et sa côte a accumulé 27 millions de mètres cubes de scories au cours de son histoire industrielle.
Les dépôts de scories ont formé des falaises de déchets qui sont érodés par des ondes et des marées côtières. L'équipe a remarqué des formations irrégulières intrigantes dans les falaises et a commencé à faire des observations détaillées sur 13 sites à travers l'estran.
Les tests de laboratoire utilisant la microscopie électronique, la diffraction des rayons X et la spectroscopie Raman les ont aidés à déterminer que les matériaux de scories de Derwent Howe contiennent des dépôts de calcium, de fer et de magnésium et de manganèse. Ces éléments sont très réactifs chimiquement, ce qui est la clé pour provoquer le processus accéléré de formation rocheuse.
Lorsque le laitier est érodé par la mer, il expose le matériau à l'eau de mer et à l'air, qui interagit avec les éléments réactifs du laitier pour créer des ciments naturels, notamment la calcite, la goethite et la brucite. Ces ciments sont les mêmes matériaux qui se lient ensemble aux roches sédimentaires naturelles, mais les réactions chimiques font que le processus se produit beaucoup plus rapidement que nous ne l'avons supposé pour des matériaux similaires dans un cycle de roche naturel.
Le Dr Amanda Owen de l'école des sciences géographiques et de la terre de l'Université de Glasgow est l'auteur correspondant du journal. Le Dr Owen a déclaré: « Pendant quelques centaines d'années, nous avons compris le cycle rocheux comme un processus naturel qui prend des milliers à des millions d'années.
« Ce qui est remarquable ici, c'est que nous avons trouvé que ces matériaux de fabrication humaine étaient incorporés dans les systèmes naturels et devenant lithifiés – se transformant essentiellement en rocher – au cours des décennies à la place. Il défie notre compréhension de la façon dont un rocher est formé et suggère que les déchets que nous avons produits dans la création du monde moderne va avoir un impact irréversible sur notre avenir. »
L'analyse de laboratoire de l'équipe a été renforcée par la découverte surprenante de matériaux modernes piégés dans certains de leurs échantillons, ce qui les a aidés à déduire la durée de la lithification du laitier.
« Nous avons pu sortir avec ce processus avec une précision remarquable », a déclaré le Dr John MacDonald, co-auteur de l'étude. «Nous avons trouvé à la fois une pièce King George V de 1934 et un adoptif d'aluminium peut tabuler avec un design que nous avons réalisé que nous n'aurions pas pu être fabriqués avant 1989 intégrés dans le matériau.
« Cela nous donne un délai maximal de 35 ans pour cette formation rocheuse, bien au cours d'une seule vie humaine. Il s'agit d'un exemple de microcosme de la façon dont toute l'activité que nous entreprenons à la surface de la Terre finira par se retrouver dans le dossier géologique en tant que roche, mais ce processus se produit avec une vitesse remarquable et non précédente. »
Le Dr David Brown, le troisième co-auteur du journal, a déclaré: « Le laitier contient tous les éléments dont il a besoin pour transformer en rocher lorsqu'il est exposé à l'eau de mer et à l'air, donc je pense qu'il est très probable que ce même phénomène se déroule dans tout gisement de laitier similaire le long d'un littoral relativement exposé avec une action de vagues partout dans le monde.
« Les déchets de scories en acier sont un phénomène mondial, et comme nous l'avons documenté, lorsque les déchets de mines alcalins sont exposés à l'eau et à l'air, il existe un potentiel de cimentation de matériaux en vrac. »
Les résultats représentent le premier exemple entièrement documenté et daté du cycle de roche anthropoclaste rapide complet se produisant sur terre. Dans le journal, l'équipe note qu'un processus similaire avait déjà été observé dans le système côtier de Gorrondatxe près de Bilbao, en Espagne. Cependant, les chercheurs n'ont pas pu déterminer la durée du processus en raison des déchets déposés dans la mer avant d'être retournés à la plage.
Le Dr Owen a ajouté: « Lorsque les déchets sont déposés pour la première fois, il est lâche et peut être déplacé comme nécessaire. Ce que notre constatation montre, c'est que nous n'avons pas autant de temps que nous avons pensé trouver un endroit pour le mettre là où cela aura un impact minimal sur l'environnement – au lieu, nous pouvons avoir une question de décennies avant qu'il ne se transforme en roche, ce qui est beaucoup plus difficile à gérer.
« Sur des côtes comme Derwent Howe, le processus de lithification a transformé une plage de sable en une plate-forme rocheuse très, très rapidement. Cette apparence rapide de la roche pourrait fondamentalement affecter les écosystèmes au-dessus et en dessous de l'eau, ainsi que pour changer la façon dont les côtes de côtes répondent aux défis de la hausse des niveaux de la mer et de la météo plus extrême que la direction de la terre. changement climatique.
« Nous recherchons actuellement un financement supplémentaire pour aider à soutenir des recherches supplémentaires sur d'autres sites de dépôt du laitier à travers l'Europe, ce qui contribuera à approfondir notre compréhension de ce nouveau cycle rocheux anthropoclaste rapide. »
