在蘇格蘭坎布里亞郡的海岸線上，人們發現了一塊飲料中的鋁片，它被包裹在一種新形成的岩石中。這項發現為科學家提供了人類活動對地球自然過程和物質影響的驚人見解。
格拉斯哥大學的研究人員發現，鋼鐵工業產生的工業廢料礦渣只需短短 35 年就會變成堅硬的岩石。
這項發現挑戰了數百年來人們對地球地質過程的理解，研究顯示岩石是經過數百萬年自然形成的。
研究人員首次記錄了一種新的“快速人造碎裂岩石循環”，它模仿自然岩石循環，但涉及加速時間尺度上的人類物質。他們相信，全球各地類似的工業場所很可能都會出現這樣的循環。
研究小組警告說，工業廢棄物場周圍岩石的快速和無計劃開發可能會對生態系統、生物多樣性、沿海管理和土地規劃產生負面影響。
在期刊上發表的一篇論文中 地質學， 研究人員解釋瞭如何透過對西坎布里亞郡德文特豪兩公里長的礦渣沉積物的詳細分析發現新的地球系統循環。
德文特豪在 19 世紀是鋼鐵鑄造廠的所在地th 第一和第二th幾個世紀以來，其工業歷史中海岸積累了 27 萬立方米的爐渣。
礦渣沉積物形成了廢料懸崖，並受到沿海海浪和潮汐的侵蝕。研究團隊注意到懸崖上有有趣的不規則形狀，並開始在海灘的 13 個地點進行詳細觀察。
使用電子顯微鏡、X 射線衍射和拉曼光譜進行的實驗室測試幫助他們確定 Derwent Howe 的爐渣材料含有鈣、鐵、鎂和錳的沉積物。這些元素具有高度的化學反應性，這是加速岩石形成過程的關鍵。
當礦渣被海水侵蝕時，它會將材料暴露在海水和空氣中，海水和空氣與礦渣的活性元素相互作用，形成天然水泥，包括方解石、針鐵礦和水鎂石。這些膠結物與黏合天然沉積岩的物質相同，但化學反應導致該過程發生的速度比我們假設的自然岩石循環中類似物質的速度要快得多。
格拉斯哥大學地理與地球科學學院的阿曼達歐文博士是這篇論文的通訊作者。歐文博士說：「幾百年來，我們一直認為岩石循環是一個需要數千年到數百萬年的自然過程。
「值得注意的是，我們發現這些人造材料被融入自然系統，並在幾十年的時間裡逐漸岩化——本質上變成了岩石。這挑戰了我們對岩石形成機制的理解，並表明我們在創造現代世界過程中產生的廢棄物將對我們的未來產生不可逆轉的影響。”
研究團隊在一些樣本中意外發現了現代物質，這增強了他們的實驗室分析能力，幫助他們推斷出礦渣的石化過程需要多長時間。
「我們能夠非常精確地確定這一過程的日期，」該研究的共同作者約翰·麥克唐納博士說。 「我們發現了一枚 1934 年的喬治五世國王硬幣和一個鋁罐拉環，我們意識到這個拉環上的圖案不可能是 1989 年之前製造的。
「這讓我們估算出這塊岩層的最長形成時間是35年，完全在人的一生之內。這是一個微觀的例子，展現了我們在地球表面進行的所有活動最終將如何以岩石的形式記錄在地質記錄中。儘管如此，這個過程仍在以驚人的、前所未有的速度發生。」
論文的第三位合著者大衛布朗博士說：「礦渣含有在暴露於海水和空氣中時變成岩石所需的所有元素，因此我認為，世界上任何地方，在相對暴露的海岸線上，在有波浪作用的地方，任何類似的礦渣沉積物都很可能發生同樣的現象。
「鋼渣廢棄物是一種全球現象，正如我們所記錄的，當鹼性礦山廢棄物暴露在水和空氣中時，可能會形成鬆散物質的膠結。”
這項發現是陸地上快速人為碎裂岩石循環的第一個有完整記錄和日期的例子。研究小組在論文中指出，先前在西班牙畢爾巴鄂附近的戈羅諾達切海岸系統也觀察到了類似的過程。然而，那裡的研究人員無法確定這一過程持續了多長時間，因為廢物在被送回海灘之前就被沉積在海裡。
歐文博士補充說：「廢物最初堆積時是鬆散的，可以根據需要移動。我們的發現表明，我們並沒有像預想的那樣有充足的時間去尋找一個對環境影響最小的地方來存放它們——相反，我們可能只需要幾十年的時間，它們就會變成岩石，而岩石的處理難度將大大增加。
在像德文特豪這樣的海岸，岩化作用會非常迅速地將沙灘變成岩石平台。岩石的快速出現可能會從根本上影響水面上下生態系統，並改變海岸線應對海平面上升和全球暖化帶來的極端天氣挑戰的方式。目前，我們的土地侵蝕管理模型尚未考慮這些因素，而這些模型對於幫助我們適應氣候變遷至關重要。
“我們目前正在尋求額外的資金，以幫助支持在歐洲其他礦渣沉積地點進行進一步的研究，這將有助於加深我們對這種新的快速人造碎裂岩石循環的理解。”
該團隊的論文《快速人為碎裂岩石循環的證據》發表在《地質學》雜誌。該研究由倫敦地質學會資助
