NGV-Geonieuws 72 artikel 465

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Juli 2004, jaargang 6 nr. 13 artikel 465

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 72! Op de huidige pagina is alleen artikel 465 te lezen.

<< Vorig artikel: 464 | Volgend artikel: 466 >>

465 Lower Kane Cave wordt langzaam opgegeten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

    Klik hier om dit artikel af te drukken !

Een grot (Lower Cane Cave) in de Amerikaanse staat Wyoming wordt langzaam groter door de kalksteenoplossende werking van zwavelzuur. Dat werd al eerder vastgesteld, maar de toen naar voren gebrachte verklaring - die niet op uitgebreid onderzoek berustte - blijkt geheel onjuist. Destijds werd verondersteld dat in het grondwater aanwezig zwavelwaterstof (H2S) onder de invloed van zuurstof uit de atmosfeer op de natte grotwanden werd geoxideerd tot zwavelzuur, en dat het zwavelzuur de kalkwanden van de grot omzette in gips. Gips lost veel gemakkelijker in water op dan kalksteen, en zo zou de grotvorming steeds verder gaan.


WEB VAN BACTERIËN, GEDOMINEERD DOOR DRAADVORMIGE EPSILONPROTEROBACTERIA EN GAMMAPROTEROBACTERIA


HET ONDERZOEKSTEAM BIJ EEN POEL IN LOWER CANE CAVE

Die verklaring blijkt onjuist, zoals vastgesteld door een team onderzoekers van de Universiteit van Texas onder leiding van Annette Summers Engels. Zij merkten op dat er in Lower Cane Cave diverse bronnen en stroompjes voorkomen waarin zich dikke, draderige massa’s van microorganismen bevinden. H2S is voor veel van dergelijk microorganismen een belangrijke bron van energie, en de onderzoekers legden het verband al spoedig. Om de relatie van de microorganismen en het H2S na te gaan, onderzochten ze een (de Upper Spring) van de vier bronnen in de grot. Het zuurstofloze water hieruit stroomt uit in een onderaardse ruimte waarvan de 17 m lange uitgang vol zit met de draderige massa’s. Bij de bron en stroomafwaarts namen de onderzoekers drie jaar lang monsters van het water en de daarin voorkomende (en eruit opstijgende) gassen.

Aanvankelijk dachten de onderzoekers dat, zoals eerder gesuggereerd, het in het water opgeloste H2S snel naar de lucht zou ontsnappen. Uit metingen bleek dat echter slechts zo’n 8% van het opgeloste H2S naar de lucht ontsnapte, terwijl het water stroomafwaarts toch veel armer aan H2S was. Uit andere metingen bleek dat het in het water oorspronkelijk aanwezige H2S ook niet in het water oxideerde tot zwavelzuur. Er moest dus een ander mechanisme in het spel zijn dat H2S aan het water onttrok. Dat andere mechanisme moest, zoals bleek uit de meetlocaties, plaatsvinden in de laatste 5 m van het 17 m lange traject met microorganismen in de uitgang van de passage. Zo’n tien meter stroomafwaarts daarvan bevatte het water zelfs helemaal geen H2S meer.

Kennelijk speelden de microorganismen dus een rol. Omdat te testen werden er monsters van genomen die in het laboratorium werden opgekweekt. Daarbij bleek dat de organismen inderdaad zoveel H2S consumeren dat daarmee het volledige verdwijnen van dit gas uit het water wordt verklaard. Via een aantal stappen zorgen de organismen ervoor dat het H2S wordt omgezet in zwavelzuur, dat direct hun kalkige ondergrond aantast. Zo eten de organismen als het ware langzaam de grotwanden op.

Referenties:
  • Engel, A.S., Stern, L.A. & Bennett, Ph.C., 2004. Microbial contributions to cave formation: new insights into sulfuric acid speleogenesis. Geology 32, p. 369-372.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Annette Summers Engel, Department of Geological Sciences, University of Texas, Austin (Verenigde Staten).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl