הרחבת טווח התיארוך של הלומינסנציה לפלייסטוקן התחתון – פיתוח שיטות ויישום למישור החוף


חוקרי המכון:  נעמי פורת, גלה פיירשטיין (מלגאית)

מימון: מנהל המחקר משרד המים והאנרגיה

רקע וחשיבות המחקר:
קיים קושי רב לתארך סדימנטים יבשתיים קלאסטיים מגיל פלייסטוקן קדום והתיכון. שיטות הלומינסנציה שפותחו ב-20 שנה האחרונות עבור המינרל הנפוץ קוורץ משמשות כלי חשוב לתיארוך סדימנטים מהפליסטוקן המאוחר ועד סוף ההולוקן. אך גם השיטה המקובלת ביותר, optically stimulated luminescence (OSL), אינה מאפשרת לתארך קוורץ באופן אמין מעבר ל-200,000 עד 250,000 שנה.
מישור החוף של ישראל מורכב מחילופים של כורכר, קרקעות חמרה וחולות בלתי מלוכדים. בסיס החתך בקונגלומרט אחוזם וגגו נחשף במצוק החופי. מאז הקמת מעבדת הלומינסציה במכון הגיאולוגי תוארכו מעל 100 דוגמאות מחלקו הצעיר של החתך במישור החוף, עם טווח גילים של עד 300,000 שנה, אך כאמור גילים מעל 200,000 שנה נחשבים להערכות מינימום. הידע שלנו לגבי הכרונולוגיה של החלק היותר עתיק של החתך מוגבל למידע מהיפוכים מגנטיים וגילים קוסמוגניים ספורים.
בשנים האחרונות פותחו מספר שיטות לומינסנציה חדשות המאפשרות לתארך קוורץ ופלדספר עד קרוב למיליון שנה, במיוחד בסדימנט כמו כורכר עם רדיואקטיביות נמוכה. השיטות למדידת קוורץ כוללות: TT-OSL (Thermally transferred OSL),  ITL (Isothermal TL), VSL (violet stimulated luminescence).      בחלק מהעבודות בעולם שהשתמשו בסיגנלים האלו התקבלו גילים הקרובים למיליון שנה.
לגבי פלדספר פותחו שיטות למדוד את סיגנל ה-IR  בטמפרטורה יותר גבוהה, ועד כה התקבלו גילים של יותר מ-500,000 שנה. לכל אחת מהשיטות בעיות שדורשות מחקר ופתרונות, והיישום שלהן עדיין מוגבל.
 
מטרות:
לפתח את שיטות הלומינסנציה החדשות תוך פתרון הבעיות הקיימות היום בשיטות תיארוך אלה; לתארך את החתך של דרום מישור החוף בשיטות החדשות שהוזכרו לעיל; ולנסות לקבל כרונולוגיה של לפחות עד מיליון שנה. המחקר יכלול איתור ודיגום חתכים בשדה ודגימה של חתכים. לאחר הכנת הדוגמאות במעבדה הסיגנלים השונים ייחקרו על מנת למצוא את פרוטוקול המדידה המתאים ביותר. פרוטוקולים אלו ישמשו לתיארוך של הדוגמאות בשיטות הלומינסינציה השונות.
הרחבת טווח התיארוך בלומינסנציה לכל הפליסטוקן תאפשר לתארך סדימנטים מסוגים שונים שלא ניתן היה לתארך עד עכשיו, כגון קלקריט וטרסות עתיקות. תיארוך החתך של מישור החוף יאפשר קורלציה בין היחידות ובין שינויי מפלס בים התיכון בפליסטוקן התחתון. הגילים ירחיבו את ההבנה שלנו על ההתפתחות הטקטונית של מישור החוף ביחס למדף היבשת ושדרת ההר.

שיטות:
1. סקר למציאת חתכים מתאימים, בעיקר בדרום מישור החוף, ודיגום לתיארוך.
2. הפרדת קוורץ ופלדספרים מדוגמאות נבחרות.
3. עריכת ניסויים לבדיקת פרוטוקולים שונים של מדידה במינרלים ובסיגנלים השונים.
4. תיארוך של כ-40 דוגמאות עתיקות מ-200,000 שנה.

 

עבור לתוכן העמוד