En ny metod för att mäta sedimenttjocklek över Australiens inre erbjuder en kostnadseffektiv och okomplicerad lösning för att uppskatta seismisk fara och resurspotential samtidigt som koldioxidavtrycket minskar, enligt den största studien i sitt slag från The Australian National University (ANU), publicerad i Geophysical Journal International .
Medförfattare till studien, Dr. Caroline Eakin, en seismolog vid ANU Research School of Earth Sciences, sa att förståelsen av Australiens sedimenttjocklek är det viktigaste första steget i att låsa upp vår dolda mineraltillgångspotential.
"Australien är en gammal och tektoniskt stabil kontinent, och dess sedimentära täcke har förblivit i stort sett opåverkad av tektoniska händelser," sa Dr. Eakin.
"Som sagt, en lång historia av sedimentation har producerat sedimentansamlingar på upp till och över 10 kilometer i vissa områden, som inom Perth Basin i västra Australien.
"Omkring 75 % av den australiska kontinentens yta är täckt av sediment, vilket gör det svårt att se vad som finns under det, inklusive viktiga mineraler och naturresurser."
Forskningen visar att dessa olika bassänger är rika på naturresurser och mineralfyndigheter som är avgörande för den australiensiska ekonomin.
"För att nå nettonoll till 2050 beräknas vi behöva dubbelt så mycket koppar än vad som någonsin har utvunnits i hela mänsklighetens historia", sa Dr. Eakin. "Koppar är avgörande för energiomställningen bort från fossila bränslen och mot elektrifiering baserad på förnybara källor som vind och sol."
Studien syftar till att utveckla nya arbetsflöden för att karakterisera de sedimentära bassängerna över hela Australien, för att hjälpa till att avslöja Australiens nedgrävda men potentiella terräng och växa Australiens kritiska mineralsektor för att hjälpa till att möta framtida global efterfrågan.
Dr. Babak Hejrani från Geoscience Australia sa att det mesta av Australiens befintliga mineraltillgångsbas domineras av avlagringar som ligger nära ytan, med mycket lite sediment ovanför dem, som är relativt lätta att hitta.
"Det faktum att potentiella bergarter för det mesta ligger oprövade under detta täcke skapar en enorm möjlighet för nya mineralfyndigheter," sa Dr Hejrani.
Genombrottet kommer att bidra till att förbättra nuvarande metoder för att utvinna värdefulla mineraler. Nuvarande och utbredda tillvägagångssätt, som borrhålsborrning, är opraktiska i avlägsna områden som centrala Australien.
"Att uppskatta tjockleken på de grunda sedimenten är ett viktigt första steg i varje utforskning," sa Dr. Eakin. "Ett vanligt sätt att göra detta är att borra ett hål, vilket är dyrt, invasivt och miljövänligt."
Dr Hejrani, tillade, "Väletablerade metoder som aktiv seismisk avbildning avslöjar högupplösta bilder av underytan, men de är dyra och logistiskt utmanande. De passiva seismiska teknikerna är icke-invasiva och billiga metoder för att avbilda under ytan."
En ny metod för att uppskatta sedimenttjocklek med hjälp av seismiska data utvecklades först och tillämpades på seismiska stationer i södra Australien av ANU-forskarna.
Denna studie, ledd av Dr. Auggie Marignier från ANU, utökar denna teknik till hela Australien, med hjälp av data från mer än 1 500 seismiska stationer och 84 000 borrhål med nästan fullständig täckning av kontinenten, vilket möjliggör analys av bassänger över ett brett spektrum av tjocklekar och geologiska åldrar med ett mindre invasivt sätt att bestämma sedimenttjocklek.
"Den här typen av tillvägagångssätt är betydligt billigare, mindre logistiskt utmanande och har ett mindre miljöavtryck än till exempel borrhål och har framtida utbredd potential som ger ett enkelt sätt att karakterisera sedimenttjockleken i underutforskade områden", säger Dr Marignier.
"Med denna enkla teknik kan vi nu uppskatta sedimenttjockleken över Australien, vilket innebär att vi i framtiden kan använda ett av dessa lätt transporterbara instrument och få en avläsning."
Det nya ANU-genombrottet kommer också att hjälpa oss att bättre förstå hur marken kan skaka under jordbävningar.
"Trots Australiens allmänna tektoniska stabilitet är det fortfarande föremål för jordbävningar inom plattan," sa Dr. Eakin. "Även om de är relativt sällsynta och sporadiska jämfört med jordbävningar vid plattgränser, är jordbävningar inom plattan kända för att orsaka betydande skada.
"När jordbävningar inträffar och passerar genom sedimentära bassänger, tenderar de seismiska vågorna att förstärka skakningarna, fånga vågorna och förlänga skakningarnas varaktighet.
"Många av våra städer – Sydney, Melbourne, Perth och Adelaide – ligger i sedimentära bassänger, och det är viktigt att veta tjockleken på sedimenten för att förstå mer om den seismiska faran för när det sker en jordbävning i dessa områden.
"Ett relevant exempel är jordbävningen i Mansfield/Woods Point med magnituden 5,9 som drabbade Melbourne 2021. Om vi vill förstå den seismiska faran och den potentiella skakningen av dessa områden under en jordbävning behöver vi inte bara veta hur stor en jordbävning kan vara utan också geologin för klipporna som våra städer sitter på."
Mer information: Augustin Marignier et al, Sedimenttjocklek över Australien från passiva seismiska metoder, Geophysical Journal International (2024). DOI:10.1093/gji/ggae070
Journalinformation: Geophysical Journal International
Tillhandahålls av Australian National University
