NGV-Geonieuws 43 artikel 321

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 April 2003, jaargang 5 nr. 8 artikel 321

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 43! Op de huidige pagina is alleen artikel 321 te lezen.

<< Vorig artikel: 320 | Volgend artikel: 322 >>

321 Stekelhuidigen geven inzicht in vroegere oceanische chemie
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De samenstelling van het zeewater is in de loop van de geologische geschiedenis veranderd. Hoe sterk, is nog een op vele punten onopgeloste vraag. Een van die vragen is of er vroeger een andere verhouding was tussen de opgeloste ionen van calcium en magnesium. Dat is onder meer van belang voor een beter begrip over het ontstaan van kalksteen (calciumcarbonaat) en dolomiet (magnesium-/calciumcarbonaat). Ook de vorming van kalkschaaltjes van allerlei kleinere en grotere organismen hangt met deze vraag samen. Tot nu toe waren er geen goede methoden om de verhouding tussen magnesium en calcium in vroegere oceanen te bepalen; de diverse gebruikte methoden gaven ook onderling nogal sterk uiteenlopende waarden. Nu lijkt er echter een methode te zijn ontwikkeld die op een betrouwbare wijze kan reconstrueren hoe de Mg/Ca-verhouding (die nu ongeveer 5,2 bedraagt) vroeger was.


VERLOOP VAN DE VERHOUDING TUSSEN MAGNESIUM EN CALCIUM IN ZEEWATER MET DE TIJD, LOPEND VAN CAMBRIUM (C, RECHTS) TOT NEOGEEN (Ng, LINKS) VOLGENS DIVERSE ONDERZOEKERS. DE BLAUWGROENE RUITJES ZIJN DE UITKOMSTEN VAN HET ONDERZOEK WAAROVER HIER WORDT BERICHT.

Die methode berust op een analyse van de stekels van stekelhuidigen (Echinodermata, een groep waartoe onder meer de zee-egels behoren). Deze groep komt al sinds het Cambrium voor, en is mede daarom een interessante groep voor dit type onderzoek. Aangenomen mag immers worden dat de opbouw van de stekels vroeger plaatsvond volgens dezelfde principes als tegenwoordig. De huidige stekelhuidigen hebben skeletten waarin de hoeveelheid magnesium sterk kan variėren: van ongeveer 5 tot 19 mol% MgCO3. Het percentage is in hoge mate afhankelijk van de temperatuur. Datzelfde geldt voor kalkcement in mariene afzettingen. Daarom is het waarschijnlijk dat stekelhuidigen in hun kalkskelet een Mg/Ca-verhouding hebben die representatief is voor het zeewater waaruit die stoffen zijn gehaald. In dat opzicht zijn stekelhuidigen uitzonderlijk, want andere groepen schaalvormende mariene organismen hebben vaak een voorkeur voor het calcium. Een complicerende factor is overigens dat ook binnen een enkel skelet van een stekelhuidige het relatieve gehalte aan magnesium aanzienlijk kan fluctueren; het hangt af van de plaats binnen het skelet. Zo bevatten de stekels minder magnesium dan het skelet.


MICROFOTO VAN EEN CRINOIDENSTENGEL (IN DOORSNEDE) UIT HET LAAT-CARBOON

Fossiele stekelhuidigen hebben vrijwel altijd diagenetische veranderingen ondergaan, maar soms zijn die veranderingen minimaal. Alleen dergelijke fossielen kunnen dienen om een betrouwbaar beeld te krijgen van hun oorspronkelijke magnesiumgehalte. Dickson (van de universiteit van Cambridge) kon daardoor slechts 28 van de verzamelde 103 fossiele stekelhuidigen gebruiken voor zijn onderzoek. Hij bepaalde daarvan het magnesiumgehalte op basis van analyses van materiaal van tien plaatsen per skelet; van die tien waarden nam hij het gemiddelde. De verschillen per skelet waren overigens gering (een standaardafwijking van minder dan 10%).

Vervolgens werden de gevonden waarden afgezet tegen de ouderdom van de diverse fossielen. Daardoor kreeg Dickson een grafiek waarin de veranderingen van het magnesiumgehalte in de monsters (en dus naar alle waarschijnlijkheid ook in het zeewater) fluctueerde in de loop der tijd. Zo vond hij dat stekelhuidigen uit het Vroeg-Cambrium een Mg/Ca-verhouding vertonen van 3,3. In het Vroeg-Carboon was dat 2,2; in het Laat-Carboon 3,3; in het Jura 1,4, evenals in het Krijt. Kennelijk heeft de samenstelling van het zeewater gedurende het Phanerozoļcum dus behoorlijk gefluctueerd.

Referenties:
  • Dickson, J.A.D., 2002. Fossil echinoderms as monitor of the Mg/Ca ratio of Phanerozoic oceans. Science 298, p. 1222-1224.

Afbeeldingen beschikbaar gesteld door J.A.D. Dickson


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl