Un granello di sabbia sepolto per un lungo periodo di tempo in terrapieni o sul fondo dell'oceano, accumulare un segnale di luminescenza. Gli scienziati usano questo segnale per determinare per quanto tempo un particolare granello di sabbia è stato sepolto. Con un nuovo, fotocamera altamente sensibile, possono fotografare questi segnali con la massima precisione. Infatti, stanno persino cercando di determinare da dove viene il granello di sabbia e come si è diffuso sul fondo dell'oceano.

Un granello di sabbia sepolto genera un segnale di luminescenza a causa della presenza di una bassa dose di radiazioni radioattive naturali. Quando la luce dall'esterno colpisce il granello di sabbia, il segnale di luminescenza viene rilasciato. Questo è il motivo per cui è molto importante che nessuna luce raggiunga il campione prima che possa essere esaminato presso il Centro olandese per la datazione della luminescenza (NCL).

Camera oscura per granelli di sabbia del mare di Wadden

Questo laboratorio assomiglia in qualche modo a una camera oscura. Però, invece di elaborare le foto, gli scienziati stanno analizzando granelli di sabbia. In laboratorio, il granello di sabbia sepolto viene esposto per la prima volta alla luce. Questo è quando viene rilasciato il segnale di luminescenza. Misurando la quantità di luce rilasciata, gli scienziati possono stimare quando il granello di sabbia è stato sepolto.

Questo fornisce informazioni sull'età di un movimento terra, ma Ph.D. la studentessa Anna-Maartje de Boer usa questa tecnica per saperne di più sulla distribuzione del rifornimento di sabbia nel mare di Wadden. "Nel 2018 5 milioni di metri cubi di sabbia sono stati consegnati al delta di marea tra le isole Wadden di Terschelling e Ameland come parte di un più ampio programma di rifornimento di sabbia per proteggere la costa. Usiamo tecniche di luminescenza in combinazione con modelli per mappare la distribuzione del rifornimento e comprendere i suoi effetti fisici ed ecologici sull'ecosistema costiero. Stiamo lavorando insieme alla Delft University of Technology e al NIOZ su questo".

Fotocamera altamente sensibile

Insieme al gruppo di ricerca TRAILS, De Boer ha prelevato campioni di sedimenti in varie località del mare di Wadden. Tornato al laboratorio, una fotocamera altamente sensibile fotografa i fotoni (particelle di luce) che un granello di sabbia emette quando viene esposto alla luce in condizioni controllate. I segnali di luminescenza della sabbia di rifornimento e della sabbia locale del mare di Wadden vengono confrontati e dovrebbero differire, poiché i granelli di sabbia hanno una storia di sedimentazione diversa. L'identificazione dei granelli di rifornimento in un pezzo di sabbia del mare di Wadden è la base per il tracciamento della luminescenza.

La fotocamera utilizzata per analizzare i granelli di sabbia è stata acquistata appositamente per questo progetto. Il metodo convenzionale stimola chicco per chicco e misura con un PMT (Photon Multiplier Tube), contando il numero di fotoni (particelle di luce) rilasciati, mentre la fotocamera crea immagini della luce emessa da un massimo di 100 granelli di sabbia per disco di misurazione. Il software analizza queste immagini e ne ricava un valore specifico. Ciò consente agli scienziati di determinare più rapidamente e accuratamente quando un granello di sabbia è stato esposto alla luce per l'ultima volta e soprattutto da quale popolazione proviene.

Tracciare il rifornimento di sabbia non è quindi l'unico obiettivo di questo progetto. "Lavoriamo costantemente per sviluppare ulteriormente il metodo e le tecniche alla base della luminescenza. La nuova fotocamera ci offre anche l'opportunità di studiare i segnali di termoluminescenza per granello di sabbia; questo segnale di luminescenza non viene ripristinato dalla luce, ma per temperatura."