NGV-Geonieuws 153 artikel 973

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


6 Oktober 2008, jaargang 10 nr. 10 artikel 973

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 153! Op de huidige pagina is alleen artikel 973 te lezen.

<< Vorig artikel: 972 | Volgend artikel: 974 >>

973 Ontwikkeling dierlijk leven in oceanen werd bevorderd door opgelost ijzer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De plotselinge opkomst van al tamelijk complex leven in de vorm van de Ediacara-fauna (waarvan de meeste deskundigen aannemen dat die vlak na de grote ijstijden aan het einde van het Precambrium zijn ontstaan, al zijn er aanwijzingen voor een veel eerdere ontwikkeling: zie Geonieuws 972) hangt ongetwijfeld samen met veranderingen in het mariene leefmilieu. Dat kan zowel op de hoeveelheid zuurstof in het zeewater betrekking hebben als op de beschikbaarheid van mineralen in een vorm die voor organismen goed opneembaar is.


Onderzoeksleider Donald Canfield
(Universiteitr van Zuid-Denemarken)

De geochemie van het vroegere zeewater is dus van groot belang, en de chemische samenstelling van het zeewater houdt op zijn beurt weer verband met de stoffen die vanaf het land naar zee werden vervoerd, en dus ook met de verwering op het land, en dus ook met de klimatologische omstandigheden. Daarin ligt waarschijnlijk de sleutel van het verband tussen de extreem grote vergletsjeringen ('Sneeuwbal Aarde’) die zo’n 700-600 miljoen jaar geleden plaatsvonden en de ontwikkeling van de Ediacara-fauna (en daarna van de 'moderne’ fauna).

Een van de diverse voor het leven belangrijke chemische elementen is ijzer. Het is weliswaar slechts in kleine hoeveelheden nodig voor levende organismen, maar het is wel essentieel. In zuurstofrijk zeewater is ijzer niet oplosbaar; in zuurstofarm water daarentegen wel. Onderzoekers hebben nu sedimenten uit de tijd van 'Sneeuwbal Aarde’ geanalyseerd op de aard van de ijzerverbindingen, en ook op de verhouding tussen de diverse zwavelisotopen. Het onderzoek wijst dat het oppervlaktewater destijds zuurstofrijk moet zijn geweest, maar dat het dieptewater zuurstofarm - en rijk aan opgelost ijzer - was. Dat is interessant, omdat eerder werd aangenomen dat de oceanen heel lang volledig verstoken waren gebleven van zuurstof, en dus ook van opgelost ijzer. Het onderzoek naar de zwavelisotopen werd uitgevoerd omdat gebrek aan zuurstof de omzetting door sulfaatreducerende bacteriën van sulfaten naar sulfiden belemmert. Meer zuurstof betekent dus meer sulfiden in het zeewater.

De onderzoekers:


Andrew Knoll
(Harvard University, VS)


Guy Narbonne
(Queen’s University, Canada)
foto Greg Locke.


Tatiana Goldberg
(Newcastle University, GB)


Harald Straus
(Universität Münster,
Duitsland)


In feite leidt het onderzoek tot een nieuw beeld van de ontwikkeling van de geochemie van de oceanen. In het oude model waren de oceanen, waarin mogelijk ca. 2,7 miljard jaar geleden algen begonnen met fotosynthese, ijzerrijk tot omstreeks 1,8 miljard jaar geleden (toen kwam ook een einde aan de van ijzer en zwavel afhankelijke vorming van de zogeheten banded iron formaties (gestreepte ijzerrijke gesteenten). De oceaan werd vervolgens zuurstofrijk, hetgeen zo bleef op de enkele intervallen met grote glaciaties (eind Precambrium) na, waarbij de eerste gecompliceerde organismen ca. 600 miljoen jaar geleden ontstonden. Volgens de onderzoekers moet dit beeld in zoverre worden herzien dat de oceanen 1,87 miljard jaar geleden niet zuurstofrijk werden, maar rijk aan zwavelwaterstof. Dat duurde tot omstreeks 700 miljoen jaar geleden, toen - volgens hen - aan het begin van de grote Precambrische glaciaties de oceanen opnieuw ijzerrijk werden. Pas omstreeks het einde van het Fanerozoïcum (het precieze moment laten de onderzoekers in het midden) zou de sulfidische oceaan weer zijn veranderd in een zuurstofrijke oceaan. Inmiddels klinken er overigens al tegenwerpingen tegen de hypothese dat de oceanen gedurende (een groot deel van) het Fanerozoïcum zuurstofarm (en ijzerrijk) zouden zijn geweest.

Referenties:
  • Canfield, D.E., Poulton, S.W., Knoll, A.H., Narbonne, G.M., Ross, G., Goldberg, T. & Strauss, H., 2008. Ferruginous conditions dominated Lower Neoproterozoic deep-water chemistry. Science 321, p. 949-952.
  • Lyons, Th. W., 2008. Ironing out ocean chemistry at the dawn of animal life. Science 321, p. 923-924.

Foto’s: websites van de genoemde universiteiten.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl