NGV-Geonieuws 141 artikel 851

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Oktober 2007, jaargang 9 nr. 10 artikel 851

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 141! Op de huidige pagina is alleen artikel 851 te lezen.

<< Vorig artikel: 850 | Volgend artikel: 852 >>

851 Aardatmosfeer werd zuurstofrijk door meer vulkanisme op land
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Tot zo'n 2,4 miljard jaar geleden bevatte de aardatmosfeer nauwelijks vrije zuurstof. Het was daardoor voor de toenmalige microorganismen nauwelijks mogelijk om het land te veroveren en om zich in diverse richtingen (inclusief soorten die zuurstof ademden) te evolueren. Dat er nauwelijks of geen vrije zuurstof voorkwam, blijkt uit het feit dat er in 2,7 miljard jaar oude gesteenten biomarkers zijn gevonden (biomarkers zijn koolstofhoudende verbindingen waarvan de verhouding tussen de koolstofisotopen bewijst dat ze van organische herkomst zijn). Het moet, zeker voor een aanzienlijk deel, zijn gegaan om cyanobacteriŽn. Die moeten, net als hun huidige nazaten, bij hun stofwisseling vrije zuurstof hebben uitgescheiden. Die zuurstof moet natuurlijk ergens zijn gebleven, maar onder meer de afwezigheid van geoxideerde bodems bewijst dat er in die tijd nauwelijks zuurstof in de atmosfeer voorkwam. Er moet dus een mechanisme zijn geweest dat de door de cyanobacteriŽn geproduceerde zuurstof weer uit de atmosfeer verwijderde.


De gassen van subaerische vulkanen
(zoals hier op White Island, Nieuw-Zeeland)
zijn minder reducerend dan die van submariene
vulkanen


Deze 2,715 miljard jaar oude stromatoliet
uit AustraliŽ bewijst dat zuurstofpro-
ducerende cyanobacteriŽn al tenminste
200 miljoen jaar bestonden voordat de
zuurstofconcentratie in de atmosfeer
duidelijk steeg


Onderzoekers wijzen er nu op dat de aard van het vulkanisme waarschijnlijk voor de zuurstofloze atmosfeer verantwoordelijk was. Er kwamen namelijk tot zo'n 2,4 miljard jaar geleden bijna geen vulkanen voor op de continentale korst. Wel is duidelijk dat er veel onderzees vulkanisme bestond. De onderzoekers zien een oorzakelijk verband, mede omdat op de grens van het ArcheÔcum en het ProterozoÔcum door een veranderend tektonisch regiem betrekkelijk grote continentale massa's verschenen, waardoor tegelijk ook meer vulkanen op het land actief werden.


Submariene vulkanen kunnen bij langdurige groei
tot boven het zee-oppervlak uitsteken. Illustratie
Zina Deretsky (National Science Foundation).


Vulkanische uitbarsting in de diepzee
(foto NOAA)


Het blijkt dat de gassen die in de atmosfeer terechtkomen verschillen voor subaerische en submariene vulkanen. De eerste leiden namelijk niet tot chemische reacties in de atmosfeer waarbij vrijwel alle zuurstof wordt opgesoupeerd. De aanwezigheid van een voldoende aantal vulkanen op het land was daarom voldoende om de uitwerking van de onderzeese vulkanen op de atmosfeer grotendeels teniet te doen. Zo kon er, toen er eenmaal voldoende vulkanen op de continenten actief waren, genoeg zuurstof in de atmosfeer komen om de evolutie van zuurstofademende microben mogelijk te maken. In de loop der tijd begonnen de vulkanen op het land zelfs zodanig te overheersen dat daardoor een atmosfeer kon ontstaan met een zuurstofgehalte van ruim 20%.

Referenties:
  • Kump, L.R. & Barley, M.E., 2007. Increased subaerial volcanism and the rise of atmospheric oxygen 2.5 billion years ago. Nature 448, p. 1033-1036.
  • Lyons, T.W., 2007. Oxygen=s rise reduced. Nature 448, p. 1005-1006.

Foto's van White Island en de stromatoliet welwillend ter beschikking gesteld door Mark Barley, School of Earth and Geographical Sciences, University of Western Australia, Crawley (AustraliŽ).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl