NGV-Geonieuws 103 artikel 614

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Oktober 2005, jaargang 7 nr. 20 artikel 614

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 103! Op de huidige pagina is alleen artikel 614 te lezen.

<< Vorig artikel: 613 | Volgend artikel: 615 >>

614 Overgang broeikas naar ijskast in Eoceen hing samen met koolstofcyclus
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Omstreeks 55 miljoen jaar geleden (Vroeg-Eoceen) was het klimaat op aarde zeer warm; daarna begon de temperatuur af te koelen. Dat gebeurde - zoals kan worden vastgesteld aan fossiele foraminiferen - eerst met kleine stapjes, 51, 48, 45 en 42 miljoen jaar geleden. Omstreeks 34 miljoen jaar geleden, op de grens van Eoceen en Oligoceen, begon een sterke temperatuurdaling waardoor ijskappen op Antarctica begonnen te ontstaan, en sindsdien is de temperatuur op aarde relatief laag gebleven, met zelfs een afwisseling van ijstijden en tussenijstijden in de laatste twee miljoen jaar. Een team onderzoekers uit Cambridge en Stockholm heeft, aan de hand van boorkernen uit het tropische deel van de Stille Zuidzee, uitgezocht onder welke omstandigheden de omslag in temperatuur kon plaatsvinden.


Overgang van carbonaatrijke naar carbonaatarme sedimenten bij einde van Eocene glaciatie, 41 mijoen jaar geleden

Bij het onderzoek hebben vooral kalkige fossielen veel informatie prijsgegeven. Dat komt doordat hun bouwmateriaal - calciet of aragoniet (CaCO3) - relatief weinig van het lichte zuurstofisotoop O-16 bevat en juist veel van O-18. Dat komt doordat bij de verdamping van zeewater water (H2O) met een lichte zuurstofisotoop iets gemakkelijker verdampt dan water met de zware isotoop. Onder 'warme' omstandigheden stroomt het verdampte water dat op het land uitregent weer naar zee terug, zodat daar de verhouding tussen de zuurstofisotopen min of meer constant blijft. In een koud klimaat blijft het echter als sneeuw (en later als ijs) op het land achter, waardoor het zeewater geleidelijk iets minder O-16 gaat bevatten. Dat weerspiegelt zich in de verhouding tussen de zuurstofisotopen in kalkskeletjes. Dat is een bekend gegeven.


Vereenvoudigd schema van omstandigheden die leiden tot neerslag van carbonaten

De onderzoekers keken in dit geval echter ook naar het magnesiumgehalte in de schelpjes. Daardoor konden ze twee effecten (de watertemperatuur en de grootte van de ijskappen) op een spitsvondige wijze van elkaar scheiden. Daarbij vonden ze dat het verhogen van het O-18 gehalte in de schelpjes vooral een gevolg was van aangroeiende ijskappen op Antarctica, en veel minder een gevolg van kouder zeewater (dat aanvankelijk waarschijnlijk alleen op hoge breedte sterk afkoelde). Zo stellen ze vast dat er al in het Eoceen een soort mini-ijstijden op Antarctica optraden, maar de ijskappen waren niet blijvend. Dat was wel het geval vanaf het begin van het Oligoceen, toen de ijskap op Antarctica waarschijnlijk net zo dik was als nu. Ook op Groenland moet er toen al een ijskap hebben bestaan.

Waarom de Eocene ijskappen niet stabiel waren en de Oligocene wel, is niet geheel duidelijk. Het onderzoek toont duidelijk aan - via eveneens optredende veranderingen in de verhouding tussen de diverse koolstofisotopen - dat de koolstofcyclus veranderde. Volgens de onderzoekers kan dat gekomen zijn doordat de opheffing van de Himalaya’s leidde tot versnelde chemische verwering; dat kost atmosferisch CO2. Ook zou in het Oligoceen de plantaardige bioproductiviteit zijn gestegen, wat ook CO2 aan de atmosfeer onttrekt. Door de daling van het atmosferisch gehalte van dit broeikasgas zouden temperatuurverhogende factoren zoals vulkanische uitbarstingen (en schommelingen in de aardbaan etc.)niet langer voldoende zijn geweest om de ijskappen te destabiliseren.

Referenties:
  • Kump, L.R., 2005. Foreshadowing the glacial area. Nature 436, p. 333-334.
  • Tripati, A., Backman, J., Elderfield, H. & Feretti, P., 2005. Eocene bipolar glaciation associated with global carcon cycle changes. Nature 436, p. 341-346.

Figuren welwillend ter beschikking gesteld door Aradhna Tripati, Department of Earth Sciences, University of Cambridge, Cambridge (Engeland).

De foto is afkomstig uit: W.M. Lyle et al. (2002), Paleogene equatorial transect. Proc. ODP Init. Rept. 199, 87 pp.
De tekening is afkomstig uit: H. Ederfield (2002), Carbonate mysteries. Science 296, p. 1618-1621.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl