NGV-Geonieuws 84 artikel 525

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Januari 2005, jaargang 7 nr. 1 artikel 525

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 84! Op de huidige pagina is alleen artikel 525 te lezen.

<< Vorig artikel: 524 | Volgend artikel: 526 >>

525 Vulkanisme leidde, via vrijzetting van methaan, Eocene broeikas in
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geofysica ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Ongeveer 55 miljoen jaar geleden trad er binnen geologisch zeer korte tijd (in ieder geval minder dan 20.000 jaar) een uitzonderlijke, wereldwijde temperatuurstijging op van5-10 °C (het begin-Eocene thermisch maximum), die zo’n 200.000 jaar duurde. Aan de hand van de verhouding tussen de koolstofisotopen C-13 en C-12 in kalkschalen van schelpen uit die tijd blijkt zonneklaar dat toen ook de koolstofbalans sterk werd verstoord door het vrijkomen van gigantische hoeveelheden niet-biogene koolstof. Het gaat hierbij om zeker 1500 miljard ton, die moet zijn vrijgekomen in de vorm van kooldioxide (CO2). Dat die grote hoeveelheid van dit broeikasgas verantwoordelijk is voor de snelle temperatuurstijging, wordt eigenlijk door niemand betwist. Over de vraag waar de vrijgekomen koolstof (die waarschijnlijk pas in de aardatmosfeer werd geoxideerd tot koolzuurgas) vandaan kwam, is echter een strijdpunt. Er is wel geopperd dat het zou gaan om methaangas (een sterker broeikasgas dan CO2) maar over de herkomst van dat gas (de meeste hypotheses gaan uit van vrijkomen uit gashydraten) en over het proces waarmee die vrijzetting gepaard zou zijn gegaan, bestaat ook al weinig overeenstemming.


Seismisch patroon met twee explosiekraters (blauw) in het Vøring-Bekken

Seismisch onderzoek van twee bekkens in de Atlantische Oceaan (het Vøring- en het Møre-Bekken) heeft nu geleid tot een in ieder geval logische hypothese, waarvan de juistheid overigens nog niet vaststaat. De hypothese kwam tot stand op basis van grote aantallen (meer dan 750) seismische structuren, die eerder onbekend waren of voor (later begraven) vulkaanpijpen werden aangezien. Dankzij de steeds betere seismische technieken tonen de beelden nu echter zoveel detail dat een vulkanische oorsprong onwaarschijnlijk is. Daarentegen lijken de structuren sterk op wat thans bekend staat als 'pockmarks', depressies in de zeebodem die ontstaan zijn door inzakking langs een min of meer trechtervormige structuur waaruit gas ontsnapt (bijv. uit olievelden).


Sill (laag-conforme intrusie) in Groenland van dezelfde ouderdom als die in de onderzochte bekkens onder de Atlantische Oceaan


Reconstructie van de 'spuiters' met methaangas


Toen het noordoostelijke deel van de Atlantische Oceaan zo’n 55 miljoen jaar geleden werd vergroot door het verder uiteendrijven van Europa en Amerika, werden de twee oceanische bekkens (die in het Krijt waren ontstaan) geïntrueerd door magma dat vooral evenwijdig aan de gelaagdheid binnendrong. Deze lichamen van 'horizontaal' stollingsgesteente (sills) beslaan op zijn minst een gebied van 80.000 km2. Op veel plaatsen liggen er diverse sills boven elkaar, gescheiden door de oorspronkelijke sedimentaire pakketten. De sills hebben verschillende diktes, en zijn seismisch niet altijd goed terug te vonden (omdat de bovenste sill beeldvorming van de structuur daaronder vaak verstoort), maar ze zijn samen toch zeker zo’n 100-2300 m dik. Hun totale volume bedraagt zeker 10.000-25.000 km3. Het zou echter ook om tienmaal zo’n groot volume kunnen gaan.

De sill-complexen vormden zich in korte tijd (enkele tientallen jaren), aan het begin van het Eoceen. Het magma was daarvoor uit het bovenste deel van de aardmantel opgestegen, waarbij de snelheid kan worden geschat op een halve tot 1 mm per jaar. Dit magma intrudeerde in de fijnkorrelige sedimenten uit Krijt en Paleoceen, die rijk waren aan organisch materiaal. Waar de gesteenten door het intruderende magma warmer werden dan 100-200 °C, werd het organische materiaal voor een deel omgezet in methaan. De hoeveelheid methaan, die ruwweg ontstond in een aureool, rondom de sills waarvan de dikte minimaal gelijk was aan die van de sill zelf, en dat een lage C-13/C-12-verhouding moet hebben gehad, moet in de orde van grootte van 0,3-3 x een miljoen x een miljoen ton (0,3-3 x 1015 kg) hebben bedragen. Berekeningen geven aan dat deze hoeveelheid genoeg was voor de optredende (geologisch kortstondige) temperatuurpiek aan het begin van het Eoceen.

Referenties:
  • Dickens, G.R., 2004. Hydrocarbon-driven warming. Nature 429, p. 513-515.
  • Svensen, H., Planke, S., Malthe-Sørenssen, A., Jamtveit, B., Myklebust, R., Rasmussen-Eidem, T. & Rey, S.S., 2004. Release of methane from a volcanic basin as a mechanism for initial Eocene global warming,. Nature 429, p. 542-545.

Figuren welwillend ter beschikking gesteld door Henrik Svensen, Physics of Geological Processes, University of Oslo, Oslo (Noorwegen).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl