NGV-Geonieuws 59 artikel 401

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 December 2003, jaargang 5 nr. 24 artikel 401

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 59! Op de huidige pagina is alleen artikel 401 te lezen.

<< Vorig artikel: 400 | Volgend artikel: 402 >>

401 Grote komeet sloeg 55 miljoen jaar geleden in
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De aarde vertoont tal van meer of minder goed bewaard gebleven structuren die wijzen op de inslag van hemellichamen. Dat betreft naar alle waarschijnlijkheid steeds asteroïden (van voornamelijk vast gesteente) zoals op de grens Krijt/Tertiair (65 miljoen jaar geleden), want kometen (van voornamelijk ijs en bevroren gassen) verdampen natuurlijk snel in de aardatmosfeer. Voor de inslag van een grote komeet in het geologische verleden van de aarde waren tot nu toe dan ook geen goede argumenten voorhanden.

Nu zijn er echter sterke aanwijzingen dat een komeet de aarde op de grens van Paleoceen en Eoceen (55 miljoen jaar geleden) trof. De gevolgen van deze komeetinslag waren in veel opzichten zelfs goed te vergelijken met de catastrofale consequenties van de inslag van de asteroïde op de grens van Krijt en Tertiair. Tot die conclusie komt een internationaal team van onderzoekers - onder wie de Nederlander Rob van der Voo, die aan de Universiteit van Michigan werkt - op basis van een groot aantal observaties van verschillende aard.

Deze aanwijzingen - en hun interpretatie als de gevolgen van een komeetinslag - kunnen tal van merkwaardige verschijnselen op de P/E-grens verklaren. Zo treedt op deze grens een plotselinge verhoging op van de verhouding tussen de koolstofisotopen C-12 en C-13, evenals een plotselinge verandering van de verhouding tussen de zuurstofisotopen O-16 en O-18. Daarnaast is er het plotseling uitsterven van veel dieren in diepere delen van de zee (de meest massale uitsterving van de laatste 90 miljoen jaar, dus ook groter dan de uitsterving van zulke soorten op de grens van Krijt en Tertiair!). Als klap op de vuurpijl volgen een sterke temperatuurstijging kort na deze massauitsterving, en vindt er - eveneens kort na deze grens - een sterke verbreiding van zoogdieren plaats.

Hoewel bovengenoemde verschijnselen op het eerste gezicht weinig of geen met elkaar verband lijken te houden, blijken ze alle goed te passen in een scenario waarbij de aarde werd getroffen door een komeet. De onderzoekers kwamen op dat spoor door een vondst in drie boorkernen in de kustvlakte van New Jersey. Daarin komt, op de P/E-grens, in een pakket dat verder bestaat uit afzettingen die in een diepe zee accumuleerden, een kleilaag voor van enkele meters dik, met een opvallende hoeveelheid van het kleimineraal kaoliniet (de witte klei waarvan onder meer Wedgwood porselein wordt gemaakt). Dergelijke kleien bleken ook elders in de wereld (o.a. in Nieuw-Zeeland) op deze grens voor te komen. Dat is merkwaardig, want dit kleimineraal ontstaat bij intensieve verwering op het land onder hete, vochtige condities, en vraagt veel tijd (in de orde van honderdduizenden tot een miljoen jaar). Uit isotopenanalyse bleek dat het kaolinietrijke pakket in de onderzochte boorkernen echter in minder dan 10.000 jaar (mogelijk zelfs binnen 1000 jaar) was gevormd, wat een extreem snelle sedimentatiesnelheid betekent van 3-7 cm per eeuw. Daarnaast bleken grote hoeveelheden magnetietdeeltjes van slechts enkele nanometers groot in het pakket voor te komen.

Het is uitgesloten dat de kaoliniet afkomstig is van pakketten die zich gedurende het Krijt door verwering op het continent hadden gevormd en die vervolgens, na erosie, door rivieren naar zee waren afgevoerd: de eigenschappen waren daarvoor te verschillend. De magnetietdeeltjes bleken ook niet verklaard te kunnen worden (zoals bij dergelijke zeer kleine deeltjes vaak wel het geval is) door bacteriële activiteit. Wel bleken ze dezelfde karakteristieken te vertonen als soortgelijke ijzerrijke deeltjes die bekend zijn van de K/T-grens, waar ze verklaard zijn als condensaat uit de wolk materiaal die werd opgeworpen bij de inslag van de asteroïde. Een dergelijke verklaring achten de onderzoekers ook aannemelijk voor de magnetietdeeltjes op de P/E-grens. De relatief dikke kaolinietlaag verklaren ze door samenspoeling in zee van een snel verweerd pakket van fijn verdeeld 'stof' dat neerdwarrelde nadat de komeet bij zijn inslag een grote hoeveelheid materiaal van het aardoppervlak tot hoog in de atmosfeer had doen opstijgen.

Nadat deze relatie met de inslag van een hemellichaam eenmaal was gelegd, bleken ook tal van andere verschijnselen (inclusief een – geringe – verrijking aan iridium op de P/E-grens) te passen in het scenario. Dan kon er echter geen sprake zijn van een asteroïde, maar moest het gaan om een komeet die onder meer veel C-12 (in de vorm van bevroren CO2) bevatte. Ze konden aan de hand van de plotselinge verandering in de verhouding tussen C-12 en C-13 zelfs berekenen hoe groot die komeet geweest moet zijn: hij moet ongeveer 200 miljard ton koolstof hebben bevat, wat bij een 'normale' samenstelling van 20-25 gewichtsprocent koolstof en een dichtheid van 1500 kg/m3 neerkomt op een diameter van iets meer dan 11 km (ongeveer gelijk aan die van de komeet van Halley). Dat is weinig meer dan de veronderstelde diameter van de asteroïde die insloeg op de K/T-grens (ca. 10 km), maar genoeg om bijv. de snel volgende wereldwijde temperatuurstijging te verklaren als gevolg van een broeikaseffect.

Het totale gewicht van de komeet moet veel kleiner zijn geweest dan dat van de asteroïde die insloeg op de K/T-grens. Toch waren de gevolgen niet minder dramatisch voor het leven op aarde. Dit betekent dat de plotselinge veranderingen in flora en/of fauna die veel grenzen tussen geologische tijdperken kenmerken, wellicht veroorzaakt kunnen zijn door inslagen van kometen, die immers vaker voorkomen dan grote asteroïden.

Referenties:
  • Kent, D.V., Cramer, B.S., Lanci, L., Wang, D., Wright, J.D. & Voo, R. Van der, 2003. A case for a comet impact trigger for the Paleocene/Eocene thermal maximum and carbon isotope excursion. Earth and Planetary Science Letters 211, p. 13-26.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Komentenklei' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (29 november 2003).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl