سنگ‌های حومه پمپئی، راز ویرانی این شهر را آشکار کردند

حدود ۲ هزار سال پیش، نویسنده و وکیل رومی، پلینی جوان، شرحی از یکی از ویرانگرترین فجایع تاریخ بشر به جا گذاشت.

او فوران کوه وزوو و دفن شدن شهر پمپئی در پی این حادثه را ثبت کرد؛ رویدادی که به مرگ عمویش، پلینی بزرگ، و حدود ۲ هزار نفر دیگر انجامید. جزئیات دقیق روایت پلینی جوان و تاریخی که برای فوران، یعنی ۲۴ اوت سال ۷۹ میلادی، در نظر گرفته شده، به دانشمندان و باستان‌شناسان معیار مهمی برای تعیین زمان نه‌تنها فوران‌های وزوو، بلکه دیگر رویدادهای آتشفشانی داده است.

مطالعه‌ای تازه که امروز در نشریه Science Advances منتشر شده، نشان می‌دهد روش سن‌یابی آرگون-آرگون که با تاریخ ۲۴ اوت سال ۷۹ میلادی کالیبره شده، اکنون دقت بیشتری پیدا کرده است. در این روش، نسبت اتم‌هایی با تعداد یکسان پروتون و نوترون که ایزوتوپ نام دارند، در عنصر آرگون اندازه‌گیری می‌شود تا سن سنگ‌ها، کانی‌ها و مواد آتشفشانی مشخص شود.

پیشرفت در این شیوه سن‌یابی به دانشمندان اجازه می‌دهد تاریخ فوران‌های گذشته آتشفشان‌هایی را که همچنان شهرهای بزرگی مانند مکزیکوسیتی در مکزیک، ناپل در ایتالیا و یوگیاکارتا در اندونزی را تهدید می‌کنند، با دقت بیشتری تعیین کنند.

پل رنه، یکی از نویسندگان پژوهش و متخصص زمین‌گاه‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، گفت

اگر بخواهید تاریخچه فوران‌های یک آتشفشان را در دوره‌ای نسبتاً نزدیک بررسی کنید، دقت و صحت اهمیت بسیار زیادی دارد. این مطالعه نشان می‌دهد که می‌توان چنین سطح بالایی از دقت و صحت را برای دوره‌های تاریخی نیز به دست آورد.

پوکه‌های حومه پمپئی

آندره‌آ مارزولی، از دانشگاه پادوا در ایتالیا و یکی از نویسندگان پژوهش، در سال ۱۹۹۸ نمونه‌های تازه‌ای از پوکه‌های غنی‌تر از پتاسیم را از اوپلونتیس جمع‌آوری کرد. این منطقه حومه‌ای پمپئی نیز هنگام فوران وزوو زیر خاکستر مدفون شد. نمونه‌های جدید برخلاف نمونه‌های قبلی، به نخستین مرحله فوران وزوو تعلق داشتند.

اتاقک‌های ماگما در زیر آتشفشان‌های چینه‌ای مانند وزوو معمولاً لایه‌لایه هستند. آهن و منیزیم بیشتر در قسمت پایینی این مخازن تجمع پیدا می‌کنند، در حالی که عناصر محلولی مانند پتاسیم در بخش بالایی قرار می‌گیرند. به همین دلیل، ماگمای سرشار از پتاسیم زودتر خارج می‌شود و در قسمت پایینی رسوبات خاکستر و پوکه قرار می‌گیرد. پوکه‌هایی که مارزولی ۲۸ سال پیش برداشت، از همین لایه‌های پایینی بودند.

با وجود اهمیت این نمونه‌ها، آن‌ها سال‌ها روی قفسه باقی ماندند و هیچ‌گاه مورد بررسی قرار نگرفتند. چند سال پیش، دانشجویان تحصیلات تکمیلی به نام‌های کارولین هاسلر، آنتونی فوئنتس و اندی ثولت پیشنهاد کردند نمونه‌های قدیمی مارزولی دوباره از بایگانی خارج و بررسی شوند.

تفاوت دقت و صحت در سن‌یابی

اگرچه واژه‌های دقت و صحت اغلب به جای یکدیگر به کار می‌روند، معنای علمی متفاوتی دارند. صحت نشان می‌دهد یک نتیجه تا چه اندازه به مقدار واقعی نزدیک است، در حالی که دقت بیانگر میزان تکرارپذیری یک نتیجه است.

برای درک این تفاوت می‌توان یک بازیکن بسکتبال را مثال زد. اگر شوت‌های او از نظر صحت بالا باشد، توپ در بیشتر مواقع به سبد یا نزدیکی آن می‌رسد. اما اگر دقت بالایی داشته باشد، شوت‌هایش هر بار تقریباً در یک نقطه فرود می‌آیند؛ حتی اگر آن نقطه لزوماً نزدیک سبد نباشد.

پژوهشگران برای آزمایش روش جدید و بررسی هم‌زمان صحت و دقت سن‌یابی آرگون-آرگون، هشت نمونه از یک کانی آتشفشانی حاوی پتاسیم به نام سانیدین را از وزوو بررسی کردند. زمانی که همین نمونه سانیدین سال گذشته برای نخستین بار مورد آزمایش قرار گرفت، سن فوران حدود ۱٬۹۳۸ سال برآورد شد.

اما بر اساس روش جدید سن‌یابی و تطبیق نتایج آن با نوشته‌های پلینی جوان، سن واقعی کانی‌های آتشفشانی حدود ۱٬۹۴۶ سال به دست آمد. این برآورد معادل دقت ۰٫۷ درصد و صحت ۰٫۴ درصد است. رنه گفت

این روش به ما امکان می‌دهد رابطه علت و معلولی میان رویدادهای مختلف ثبت‌شده در تاریخ زمین‌شناسی را با دقت بیشتری مشخص کنیم؛ برای نمونه، میان یک ساختار ناشی از برخورد شهاب‌سنگ و یک انقراض گسترده.

هاسلر همچنین تاریخچه ثبت‌شده فوران وزوو و نوشته‌های پلینی جوان را به‌طور عمیق بررسی کرد. این بررسی به گروه پژوهشی کمک کرد تاریخ ۲۴ اوت برای فوران را با خطایی حداکثر دو ماه تأیید کنند؛ نتیجه‌ای که دو برابر دقیق‌تر از برآوردهای پیشین است.

به گفته پژوهشگران، روش‌های سن‌یابی آرگون-آرگون که از دقت و صحت بیشتری برخوردار باشند، می‌توانند برای کالیبره کردن روش سن‌یابی رادیوکربن اهمیت زیادی داشته باشند. در حال حاضر، رادیوکربن اصلی‌ترین روش برای تعیین سن موادی است که عمرشان کمتر از حدود ۵۵ هزار سال است.

رنه گفت

امیدواریم بتوانیم تا حد امکان روش‌های مختلف سن‌یابی زمین‌شناسی را با استفاده از ریاضیات یکسان و رویکرد بیزی مشترک به هم مرتبط کنیم و داده‌ها و مشاهدات خام بیشتری را وارد این چارچوب کنیم. با این حال، سن‌یابی آرگون-آرگون همچنان یک معیار استاندارد باقی خواهد ماند و از این نظر نقش مهمی در کالیبراسیون روش‌های دیگر خواهد داشت.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.