澳大利亚的红沙漠保存着地球表面演化的惊人记录。如今，科学家们首次成功解读了这些记录。宇宙射线从太空不断抵达地球，而研究人员通过分析其在沙粒中留下的印记，重建了数百万年前的地貌形成过程，追踪了沙粒跨越漫长征途的搬运历史。来自哥廷根大学、科隆大学以及澳大利亚科廷大学的研究团队率先采用了一种创新方法——关键线索隐藏在极微量的惰性气体氪中。这些氪是很久以前宇宙射线与沙粒作用所形成的，如今它们揭示了岩石材料因侵蚀而剥离、并通过风力或水流被搬运至他处的速率。借助这一技术，科学家得以探究那些传统方法难以触及的古老景观。相关研究成果已发表于权威学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）。
宇宙射线持续轰击地球表面。当它们与地表岩石中的矿物碰撞时，会触发核反应，生成所谓“宇宙成因核素”。这些核素如同天然计时器，记录了矿物暴露于地表的时间：暴露越久，累积的核素就越多。过去，地质学家多利用衰变较快的放射性宇宙核素来研究地表演化，而这项新研究首次将目光投向稳定的宇宙成因氪——它被保存在地表最坚硬的矿物之一“锆石”中，用以揭示地球深时地质过程。
研究团队分析了来自澳大利亚南部50米深钻芯中的锆石晶体。该区域拥有全球最大的锆石矿床之一，这些矿床形成于古老的海岸线地带，后因海平面上升，现今已位于内陆。通过测量宇宙成因氪以及结合多项地球化学与矿物学数据，团队重建了约四千万年前大范围区域的景观演变。结果显示，该地区侵蚀速率极为缓慢：某些地方每百万年地表剥蚀厚度不足一米。此外，部分沉积物需历时超过一百万年才能被搬运至海岸。
“锆石沙粒就像微小的时间胶囊，”论文第一作者、哥廷根大学讲师兼科廷大学研究员马克西米利安·德勒纳博士解释道，“它们记录了沉积物在地表停留的时长，使我们能够追溯地质历史中景观的稳定性与沉积物的迁移过程。令人惊讶的是，澳大利亚这片古老地貌的变化极其缓慢——其稳定程度可与当今地球上最稳定、海拔较高的区域相媲美，如阿塔卡马沙漠和南极干谷。”
这项新方法揭示了地貌在数百万年尺度上如何响应气候变化、构造运动与海平面波动。德勒纳指出：“由于氪和锆均为稳定元素，该技术可大幅拓展现有方法的适用范围，使我们能够深入探索地球历史上的关键阶段，例如重大气候事件，并理解这些变化如何影响全球景观的稳定性与地球化学循环。”
