NGV-Geonieuws 41 artikel 310

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Maart 2003, jaargang 5 nr. 6 artikel 310

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 41! Op de huidige pagina is alleen artikel 310 te lezen.

<< Vorig artikel: 309 | Volgend artikel: 311 >>

310 Zwaveluitstoten geven informatie over vroegste aardgeschiedenis
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Onderzoek van sulfiden die als insluitsels voorkomen in diamanten van ongeveer driemiljard jaar oud (afkomstig uit de Orapa kimberliet in Botswana) toont dat de drie zwavelisotopen een merkwaardige onderlinge verhouding vertonen; deze verhouding is uit de natuur alleen bekend als een gevolg van fotochemische reacties in een zuurstofloze (of zeer zuurstofarme) atmosfeer. Dat de oeratmosfeer nauwelijks of geen zuurstof bevatte, was overigens al bekend. Het onderzoek wijst volgens de onderzoekers echter dus ook op dat er in het ArcheÔcum, van zoín 3,8 tot 2,5 miljard jaar geleden, zwavelhoudende gassen voorkwamen die onder invloed van ultraviolet hun bijzondere zwavelisotopensamenstelling kregen. De zwavel werd na verloop van tijd, net als nu, door subductie weer teruggevoerd naar de aardmantel, waar ze sulfiden vormden die als insluitsels werden opgenomen in diamanten die later weer door vulkanische activiteit tot nabij het aardoppervlak werden gebracht.


ARCHAEOGLOBUS FULGIDUS SP. NOV. SP. K.O.STETTER. (1988)

Een heel ander onderzoek betreft de isotopenverhouding van zwavel in gekweekte culturen van Archaeoglobus fulgidus, een sulfaatreducerende bacterie. Soortgelijke bacteriŽn moeten in het ArcheÔcum de oceanen hebben bevolkt. De karakteristieken van de onderzochte bacterie lijken daarom informatie te kunnen geven over de samenstelling van de ArcheÔsche oceanen. Het onderzoek leverde als verrassende conclusie op dat er toen waarschijnlijk zoín 80% lagere concentraties van sulfaten in de oceanen aanwezig zijn geweest dan tot nu toe algemeen werd aangenomen. De concentratie zou zelfs minder dan 1% zijn geweest van de huidige sulfaatconcentratie in zee.

Deze lage concentratie van sulfaten in de oceaan is van belang, vanwege het feit dat de zon destijds minder fel was dan nu: zoín 4,5 miljard jaar geleden gaf hij zoín 30% minder licht dan nu, en de aarde ontving dus veel minder warmte van buitenaf. In het ArcheÔcum was de zonne-instraling nog zo gering dat de oceanen bevroren hadden moeten zijn. Dat was echter niet het geval, in ieder geval niet vanaf 3,5 miljard jaar geleden. Er moet dus een soort broeikaseffect hebben plaatsgevonden. Als er weinig sulfaat in de oceaan was, kunnen sulfaatreducerende bacteriŽn echter - bij gebrek aan energie - slechts in beperkte hoeveelheden zijn voorgekomen; zeker niet genoeg om voldoende organisch materiaal te vormen dat (ook al weer door de weinige aanwezige zuurstof) kon worden omgezet in zulke grote hoeveelheden kooldioxide dat daardoor een broeikaseffect zou ontstaan. Het is dan ook zeer waarschijnlijk dat andere organismen voor het nodige organische materiaal hebben gezorgd; dat zouden dan organismen moeten zijn geweest die het broeikasgas methaan produceerden (methaan is 23 keer effectiever als broeikasgas dan kooldioxide). De onderzoekers stellen dat het methaan destijds bovendien veel meer effect had dan nu, omdat het in een zuurstofloze atmosfeer ca. 10.000 jaar kon blijven bestaan voordat het werd omgezet, terwijl dat nu (door oxidatie onder invloed van atmosferisch zuurstof) slechts zoín tien jaar is. Relatief weinig methanogene bacteriŽn konden destijds dus toch voor een zodanig sterk broeikaseffect zorgen, dat de oceanen niet bevroren.

Referenties:
  • Farquhar, J., Wing, B.A., McKeegan, K.D., Harris, J.W., Cartigny, P. & Thiemens, M.H., 2002. Mass-independent sulfur of inclusions in diamond and sulfur recycling on early Earth. Science 298, p. 2369-2372.
  • Habicht, K.S., Gade, M., Thamdrup, B., Berg, P. & Canfield, D.E., 2002. Calibration of sulfate levels in the Archean ocean. Science 298, p. 2372-2374.
  • Wiechert, U.W., 2002. Earthís early atmosphere. Science 298, p. 2341-2342.

De bron van de afbeelding met toestemming (copyright) is van prof. dr. K.O. Stetter en dr. R. Rachel Universiteit Regensburg, Duitsland.
zie: http://www.biologie.uni-regensburg.de/Mikrobio/Stetter/Bilderhtml/archaeoglobus.html


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl