NGV-Geonieuws 1

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Januari 1999, jaargang 1 nr. 1

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1 Nieuw licht op 'ijsrivieren' op Antarctica
  • 2 Sterke bodemerosie onderschat, geringe bodemerosie overschat
  • 3 Aardmagnetisch veld nu zeer sterk
  • 4 Vulkaan laat warmte nog niet aftappen
  • 5 Zandige klei en kleiig zand gedragen zich vreemd
  • 6 Prof. Dr. A. Brouwer geŽerd
  • 7 DinosauriŽrs hadden geen bolle wangen
  • 8 Niveau van ijskap op Antarctica daalt licht
  • 9 Het borrelt onder Yellowstone
  • 10 Magma uit diepe aardmantel onder Afrikaanse lithosfeer
  • 11 Begon het IJstijdvak door de botsing tussen Noord- en Zuid-Amerika?
  • 12 Rudisten vervingen koralen in Krijt vanwege wereldwijde verandering in milieu
  • 13 Rivieren van puimsteen
  • 14 Vloedgolf splitste zich op land op in lobben
  • 15 Gebied in Drente wordt door de NAM heringericht
  • 16 De beste scriptie in Technische Aardwetenschappen TU Delft

    Volgende uitgave: 2 >>

1 Nieuw licht op 'ijsrivieren' op Antarctica
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie !

De uitgestrektheid van de Antarctische ijskap wordt grotendeels bepaald door het bewegingspatroon van een soort enorme - tot wel 150 km brede - rivieren van ijs (in feite zijdelings door ijs omgeven gletsjers), die zich vanuit het 'binnenland' van de ijskap naar de randen toe bewegen. Die 'ijsrivieren' zijn van groot belang omdat de hoeveelheid die door hen wordt verplaatst, in sterke mate bepaalt hoeveel ijs er in de wateren rondom de ijsmassa afsmelt. Dat afsmelten heeft op zijn beurt weer grote betekenis voor de mensheid, omdat het gaat om zulke grote hoeveelheden dat daardoor de zeespiegel kan fluctueren (bij smelten van al het ijs op Antarctica zou de zeespiegel zoín 5 m stijgen) en daarmee op de bewoonbaarheid van talrijke kustgebieden. Overigens smelten noch de Groenlandse ijskap, noch die op Antarctica momenteel af, maar dat was in het verleden wel anders. Het is met het oog op plannen voor de toekomst in veel gebieden dan ook van essentieel belang om te weten wat de zeespiegel zal gaan doen. Om dat betrouwbaar te kunnen voorspellen, moeten de achterliggende processen van groei of afsmelten van de grote landijskappen echter worden begrepen.

Over de processen die een rol spelen bij het relatief snelle - tot honderden meters per jaar - plastische stromen van de ijsrivieren op Antarctica was tot nu toe bar weinig bekend. Recent geofysisch onderzoek vanuit de lucht en seismisch onderzoek onder de 'ijsrivieren' hebben nu enige klaarheid gebracht. Het blijkt dat de geologie van de grond waarop het ijs rust een belangrijke rol speelt: zo valt het 'brongebied' van de ijsrivieren vrijwel steeds samen met een sedimentair bekken. De onderzoekers trekken daaruit de conclusie dat de ijsrivieren ontstaan doordat het eroverheen bewegende ijs uit een dergelijk bekken deeltjes erodeert die een eindje worden meegevoerd en dan weer achtergelaten. Zo ontstaat geleidelijk een steeds duidelijker laag van 'smeermiddel' waarover het ijs zich snel kan voortbewegen; de opbouw van een brede en lange 'glijlaag' vereist wel voldoende materiaal. Het is daarom interessant dat in het brongebied altijd een dik pakket sediment (minimaal 100 m) aanwezig blijkt te zijn.

De gedane waarnemingen vormen inderdaad een sterke aanwijzing voor een relatie tussen ijsstroming en ondergrond. Daarbij moet overigens wel worden bedacht dat de ontdekte relatie tussen de positie van de ijsrivieren en de aard van hun ondergrond geen Wet van Meden en Perzen is: er zijn ook plaatsen waar het begin van een ijsrivier niet boven (maar wel vlakbij) een sedimentair bekken ligt. Heeft de ijsrivier zijn loop daar verlegd? En waarom moet een veel dikker pakket afzettingen in het sedimentaire bekken aanwezig zijn dan nodig lijkt om een voortgaande erosie in stand te houden? Het onderzoek heeft interessante gegevens opgeleverd, maar dus ook tevens veel nieuwe vragen opgeworpen.

Referenties:
  • Anandakrishnan, S., Blankenship, D.D., Alley, R.B. & Stoffa, P.L., 1998. Influence of subglacial geology on the position of a West Antarctic ice stream from seismic observations. Nature 394, p. 62-65.
  • Bell, R.E., Blankenship, D.D., Finn, C.A., Morse, D.L., Scambos, T.A., Brozena, J.M. & Hodge, S.M., 1998. Influence of subglacial geology on the onset of a West Antarctic ice stream from aerogeophysical observations. Nature 394, p. 58-62.
  • Bentley, Ch.R., 1998. Ice on the fast track. Nature 394, p. 21-22.

2 Sterke bodemerosie onderschat, geringe bodemerosie overschat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Om tal van redenen, met als belangrijkste de landbouw en het natuurbeheer, is het van belang om een goed inzicht te hebben in de snelheid waarmee eventuele erosie van een gebied plaatsvindt. Metingen zijn moeilijk, omdat de mate van bodemerosie van plaats tot plaats en van tijd tot tijd kan verschillen; een betrouwbaar onderzoek vergt daarom een uiterst verfijnd netwerk van langdurige metingen, en is dus zeer kostbaar. Mede daarom zijn er talrijke modellen ontwikkeld op basis waarvan de erosiesnelheid in een bepaald gebied kan worden voorspeld.

De praktijk wijst uit, door toetsing van gedane voorspellingen aan de werkelijkheid, dat de nauwkeurigheid van bodemerosiemodellen veel te wensen overlaat. Een onderzoeker van het National Soil Erosion Resarch Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Landbouw heeft naar het hoe en waarom daarvan een onderzoek uitgevoerd. Daarbij blijkt dat de bestaande modellen voor bodemerosie systematische afwijkingen vertonen: sterke erosie wordt onderschat, geringe erosie overschat. Nog opmerkelijker is dat dit opgaat onafhankelijk van het feit of het gaat om erosie bij afzonderlijke stormen, of het gaat om de totale jaarlijkse 'verlaging' van een gebied, of dat het gaat om de hoeveelheid geŽrodeerde bodem die jaarlijks wordt weggevoerd (gewoonlijk via beken en rivieren). Evenmin lijkt het uit te maken of de gehanteerde modellen berusten op empirische gegevens of dat ze gebaseerd zijn op fysische eigenschappen en processen.

Een en ander betekent dat in werkelijkheid de mate van erosie in uiteenlopende gebieden veel grotere onderlinge verschillen vertoont dan tot nu toe werd aangenomen. Dat is zeker geen probleem waar het gaat om de overschatting van geringe bodemerosie: de betrekkelijk geringe schade die daarbij volgens de modellen zou optreden, blijkt in werkelijkheid dus ook nog eens mee te vallen. De bevinding maakt de problematiek van gebieden met sterke bodemerosie echter nog groter: geplande toekomstige activiteiten zoals landbouw zullen immers met een veel grotere mate van bodemerosie worden geconfronteerd dan nu wordt gedacht. Dat maakt vooral in ontwikkelingslanden, waar de agrarische sector het toch al moeilijk heeft vanwege de beschermde markten in de westerse samenleving, de mogelijkheden van rendabele landbouw nog kleiner dan ze nu al zijn.

Het lijkt daarom noodzakelijk om de bestaande modellen te verbeteren aan de hand van werkelijke waarnemingen, maar dat tevens het inzicht moet worden vergroot in de processen die een rol spelen bij fysische modellering. Onafhankelijk daarvan zullen echter tegelijkertijd maatregelen moeten worden genomen om de erosiesnelheid te temperen in gebieden die aan snelle erosie blootstaan. Anders zou het spoediger dan verwacht wel een te laat kunnen zijn, met woestijnvorming en dergelijke zeer moeilijk omkeerbare, grootschalige processen als gevolg.

Referenties:
  • Nearing, M.A., 1998. Why soil erosion models over-predict small soil losses and under-predict large soil losses. Catena 32, p. 15-22.

3 Aardmagnetisch veld nu zeer sterk
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Het aardmagnetisch veld is in de loop van de geologische geschiedenis niet alleen talrijke malen van richting omgekeerd, maar ook zijn er eindeloze variaties in de sterkte geweest. Dat bleek uit de schaarse gegevens die daarover bekend waren, maar die vooral betrekking hadden op de laatste 5 miljoen jaar. Uit de bijna duizendmaal zo lange aardgeschiedenis daarvoor waren nauwelijks gegevens beschikbaar. En wat er aan gegevens beschikbaar was, leek weinig betrouwbaar. Zo waren er wat gegevens over het MesozoÔcum, die aangaven dat het aardmagnetisch veld toen maar half zo sterk geweest zou zijn als nu. Alleen daarom al werden die bevindingen als weinig betrouwbaar gekenschetst.

Nieuw onderzoek, waarbij onder meer M.T. JuŠrez van het paleomagnetisch laboratorium Fort Hoofddijk in Utrecht was betrokken, heeft nu een heel nieuw beeld van de geschiedenis van het aardmagnetisch veld geschapen. In een Nederlands/Amerikaans/Duits onderzoek zijn gegevens uit de periode van 5-160 miljoen jaar geleden bijeengezocht, waardoor de intensiteit van het veld tussen nu en 160 miljoen jaar geleden veel nauwkeuriger kan worden gereconstrueerd.

De nieuwe gegevens zijn verkregen door analyse van basaltisch glas dat afkomstig is van diverse diepzeebodems, verspreid over de hele wereld. Deze monsters werden (op een locatie op Cyprus na) verkregen via boringen die werden uitgevoerd in het kader van het Deep Sea Drilling Project, een reusachtig project dat al tientallen jaren loopt, waar bijna alle grote relevante onderzoeksinstituten aan deelnemen, en waarover inmiddels duizenden publicaties zijn verschenen. Het hier vermelde onderzoek vormt echter wel een opvallend onderdeel van die lange reeks resultaten.

De uitgevoerde analyses betreffen gesteenten die variŽren van 6,4 tot 156 miljoen jaar oud, waarbij geen enkele directe relatie tussen ouderdom en gemeten aardmagnetisch veld kon worden vastgesteld. Dit betekent dat er geen sprake is van een geleidelijke verandering in de sterkte van dat veld, maar dat het gaat om een voortdurend fluctueren. De laagst gemeten waarde van het veld is 1,8x1022 A.m2 (voor twee onderzochte gesteenten van resp. 10,3 en 32 miljoen jaar oud; de hoogste waarde is 9x1022 A.m2; de gemiddelde waarde bedraagt 4,2 (Ī 2,3) x 1022 A.m2, wat niet meer is dan ongeveer de helft van de sterkte van het huidige aardmagnetisch veld. De eerder gevonden waarden voor het MesozoÔcum zijn dan ook niet uitzonderlijk, maar liggen juist op het niveau van de gemiddelde waarde die voor de aardgeschiedenis is gevonden. Dat betekent dus dat het huidige aardmagnetisch veld geologisch gezien zeer sterk is, zij het niet uitzonderlijk.

Referenties:
  • JuŠrez, M.T., Tauxe, L., Gee, J.S. & Pick, T., 1998. The intensity of the Earthís magnetic field over the past 160 million years. Nature 394, p. 878-881.

4 Vulkaan laat warmte nog niet aftappen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

De Long Valley Caldera in CaliforniŽ, dicht bij de grens met Nevada, is een slapende vulkaan. Ongeveer 250 jaar geleden vonden de laatste - kleine - erupties plaats; de caldera ontstond toen, zoín 760.000 jaar geleden, inzakking plaatsvond nadat een gigantische hoeveelheid materiaal was uitgestoten. De vulkaan mag dan nu wel slapen, maar hij is wel seismisch actief. Die activiteit wordt waarschijnlijk veroorzaakt door processen die samenhangen met de waarschijnlijke aanwezigheid, op enkele kilometers, van een magmahaard. In het verleden was op die locatie al eens een boring gezet, maar die ging lang niet diep genoeg om de magmahaard te bereiken. Een nieuwe boring, uitgaand van het oude boorgat, heeft een diepte bereikt van 3 km, maar moest toen worden stopgezet toen de fondsen (tweemiljoen dollar, afkomstig van de California Energy Commission) waren opgedroogd; de technische problemen waren trouwens ook zeer groot geworden.

Op de bereikte diepte was men, naar verwachting, nog steeds ongeveer een kilometer van de magmahaard verwijderd. Daarmee moesten de betrokkenen hun doelstellingen opgeven. Die waren in de eerste plaats wetenschappelijk van aard (men wilde de magmakamer nauwkeurig lokaliseren), maar ook van praktische betekenis. Er waren namelijk plannen ontwikkeld om via boringen water in het magma te injecteren, waarna de tot hete stoom omgevormde watermassaís gebruikt zouden kunnen worden om elektriciteit op te wekken. Met deze mislukking moet worden vastgesteld dat het de mensheid nog steeds niet is gelukt om direct profijt van magmatische activiteit te trekken.

Overigens waren de wetenschappelijke resultaten wel interessant. Bekend was al dat het magma het gebied opwelft: sinds 1980 met meer dan een halve meter. Het bleek bij de boring dat het min of meer tot een anticlinale omhoog gedrukte gesteente boven de magmakamer sterk verbrokkeld was. Voor de voortgang van de boring was dat een ramp, want het bleek onmogelijk om steeds de geplande 5-6 m lange boorkernen omhoog te halen. In plaats daarvan moest de boring dagelijks vele malen worden onderbroken om de losse stukken gesteente boven te krijgen. Uit het sterk gebroken karakter van de gesteenten concluderen de onderzoekers bovendien dat het vrijwel onmogelijk zal zijn om in de toekomst, via een nieuwe boring, wel in het aftappen van stoom te slagen; ze verwachten dat veel water en stoom via de talloze breukvlakken zal 'verdwijnen'.

Referenties:
  • Vogel, G. (ed.), 1998. Magma drilling comes op short. Science 281, p. 1951.

5 Zandige klei en kleiig zand gedragen zich vreemd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Zand heeft eigenschappen die we behoorlijk goed kennen, en voor klei geldt hetzelfde. Maar mengsels in verschillende verhoudingen - en in het bijzonder een iets zandige klei en een licht kleihoudend zand - kunnen ons nog steeds voor verrassingen stellen. En dat geldt zowel voor onverharde als voor verharde pakketten.

Een van de problemen die gebieden kenmerken die een overwegend kleiige bodem hebben, is de inklinking die optreedt als er water aan de bodem wordt onttrokken of als de bodem wordt belast (bijv. door een zandpakket als basis voor een nieuwe weg). Wie ooit een nieuwbouwwoning in een dergelijk gebied heeft betrokken, kent de gevolgen: de tuin kan binnen enkele maanden vele centimeters 'wegzakken', zodat er een duidelijk hoogteverschil ontstaat tussen de vloer van het (via heipalen vastgehouden) niveau van de gang of de kamer en de 'buitenwereld'.

De inklinking van klei is een gevolg van het feit dat de kleideeltjes veel water kunnen opnemen en daarbij sterk opzwellen. In de Nederlandse bodem is vrijwel altijd van nature zoveel water aanwezig dat de opzwelling van de klei maximaal is. Pas wanneer de grondwaterspiegel kunstmatig wordt verlaagd (bijv. om een laaggelegen gebied geschikt te maken voor bewoning), geeft de klei zoveel water af dat het volume afneemt en de bodem zakt. Dit verschijnsel staat als 'compactie', 'klink' of 'inklinking' bekend.

Hoe meer klei de bodem bevat, hoe sterker de inklinking die kan optreden. Dat was althans altijd het idee. In werkelijkheid blijkt dat echter niet het geval te zijn. Dat is een van de verrassende conclusies die enkele Franse onderzoekers moesten trekken op basis van hun onderzoek. Dat onderzoek staat beschreven in een themanummer van 'Marine and Petroleum Geology' (volume 15, no. 2), dat geheel gewijd is aan de geologische compactie van fijnkorrelige afzettingen. Het themanummer is een van de uitkomsten van een meeromvattend onderzoek dat tussen 1992 en 1995 kon plaatsvinden dankzij subsidie van de Europese Gemeenschap. Die subsidie werd verleend omdat inklinking in grote delen van de gemeenschap voorkomt (vooral in de kustgebieden) en daar voor grote economische schade zorgt, niet zozeer doordat de bewoners van nieuwbouwhuizen de grond in hun tuin veelvuldig moeten ophogen, maar vooral omdat het steeds zwaardere verkeer steeds hogere eisen stelt aan de wegen. Een vlakke weg veroorzaakt veel minder slijtage bij voertuigen dan een weg met allerlei onregelmatigheden die worden veroorzaakt doordat de ondergrond niet overal even sterk inklinkt. Ook wegen zelf zijn veel minder aan slijtage onderhevig wanneer er weinig oneffenheden in voorkomen (vergelijk de vaak grote schade in de nabijheid van verkeersdrempels!). Een goed begrip van de factoren die bijdragen aan de mate van compactie is dan ook van groot belang.

Waarom een kleipakket met een aanzienlijke hoeveelheid zand minder sterk inklinkt dan een pakket zuivere klei, is overigens nog niet goed verklaarbaar. Niettemin is wel duidelijk dat een betere ondergrond voor een wegdek kan worden verkregen door zand in het bovenste deel van het kleipakket te mengen dan door een pure zandlaag over een puur kleipakket aan te brengen.

Maar ook een zandpakket met klei kan vreemde kuren vertonen. Dat blijkt zodra het niet een pure, maar een iets kleihoudende zandsteen is die onder verhoogde druk en/of temperatuur diagenetisch verandert in een kwartsiet. De overeenkomst tussen zandsteen en kwartsiet is dat ze beide grotendeels bestaan uit korrels van kwarts (SiO2). Het verschil is dat bij zandsteen de oorspronkelijke korrels nog als zodanig bewaard zijn (al kunnen ze wel wat zijn aangetast of juist aangegroeid), maar dat bij kwartsiet de kwartskorrels (die soms eerst gedeeltelijk waren opgelost) vast aan elkaar zijn verbonden door een cement van kwarts. Een kwartsiet vormt dus meer ťťn geheel, en is daarom harder dan zandsteen. Een ander gevolg is dat bij zandsteen een breuk om de korrels heen loopt, terwijl die er bij kwartsiet er recht doorheen gaat.

Toch kan, bij geschikte condities van vooral druk, zuurgraad en redoxpotentiaal, ook in zandsteen oplossing tussen kwartskorrels plaatsvinden. Twee korrels komen dan via een onregelmatig grensvlak over een grote oppervlakte aan elkaar te zitten. Economisch is dat van grote betekenis, want door kwartsieten en sterk gecementeerde zandstenen kunnen vloeistoffen niet of nauwelijks bewegen; zulke gesteenten vormen dus geen oliereservoirs, maar kunnen - indien ze niet teveel breuken of andere 'onaangename' verschijnselen vertonen - juist weer wel dienen als afsluitende laag, waaronder olie (of gas) zich zou kunnen verzamelen.

Om deze reden is het gedrag van 'drukoplossing' tussen kwartskorrels vaak bestudeerd. Daarbij werd gewoonlijk aangenomen dat het vooral de druk van de bovenliggende lagen was, die zorgde voor de conditie waarin drukoplossing kon optreden. Deze visie moet echter worden herzien; op zijn minst is er ook een ander mechanisme in het spel. Volgens een Noorse onderzoeker is dat andere mechanisme zelfs belangrijker. Hij merkte op dat drukoplossing zelden of nooit optreedt tussen twee 'schone' kwartskorrels; hij nam het verschijnsel echter wel waar op plaatsen waar kleine verontreinigingen aanwezig zijn. Deze verontreinigingen blijken kalium- en aluminiumhoudende materialen te zijn, waarschijnlijk illiet (een kleimineraal) en/of micahoudende klei. Eveneens trof hij duidelijke drukoplossing aan waar grote korrels van mica in contact staan met een kwartskorrel; het mica dringt daarbij soms ver bij de kwartskorrel naar binnen. Op grond van alleen al deze waarnemingen wordt een rol van illiet en/of mica bij drukoplossing al waarschijnlijk. Daarenboven blijkt echter ook nog uit berekeningen van de mechanische eigenschappen van mica dat in aanwezigheid van dit mineraal oplossing van kwarts kan plaatsvinden bij een druk van minder dan 10 bar (1 MPa). Dat is slechts een fractie van de druk waarbij drukoplossing t.g.v. het gewicht van de bovenliggende gesteentepakketten begint. In een klei- en/of micarijke zandsteen kan oplossing dus reeds in een relatief vroeg stadium kan beginnen, n.l. wanneer het pakket nog niet diep begraven ligt onder jongere lagen. Doordat bij die oplossingsprocessen korrels in elkaar groeien, verminderen het poriŽngehalte en de permeabiliteit van het gesteente eerder dan tot nu toe werd aangenomen.

Referenties:
  • Djeran-Maigre, I., Tessier, D., Grunberger, D., Velde, B. & Vasseur, G., 1998. Evolution of microstructures and macroscopic properties of some clays during experimental compaction. In: Aplin, A.C. & Vasseur, G. (eds.): Geological compaction of fine grained sediments. Marine and Petroleum Geology 15, p. 109-128.

6 Prof. Dr. A. Brouwer geŽerd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Op 15 oktober 1998 vond in het Nationaal Natuurhistorisch Museum 'Naturalis' te Leiden een bijeenkomst plaats van het Koninklijk Nederlands Geologisch Mijnbouwkundig Genootschap (KNGMG). Een van de hoogtepunten was de uitreiking aan Prof. Brouwer van de Van Waterschoot van der Gracht penning, het meest prestigieuze van het KNGMG.

Prof. Brouwer heeft, na afronding van zijn studie geologie te Leiden en Groningen, een grote variŽteit van activiteiten ontplooid. Zijn studie verliep overigens reeds op ongewone wijze, want na zijn vertrek in 1941 naar Groningen (waar hij assistent van Prof. Kuenen werd) moest hij al betrekkelijk spoedig 'onderduiken' bij het Geologisch Bureau te Heerlen. Prof. Van Waterschoot van der Gracht had namelijk, samen met de toenmalige Bataafse Petroleum Maatschappij en de Staatsmijnen voor elkaar gekregen dat afgestudeerde geologen die daar onderzoek verrichtten niet voor de 'Arbeitseinsatz' van de Duitse bezetter in aanmerking kwamen.

Na de oorlog keerde Brouwer naar Leiden terug. Hij werd daar (van 1946 tot 1953) conservator bij het toenmalige Rijksmuseum voor Geologie en Mineralogie. In 1953 werd hij benoemd tot gewoon hoogleraar in de historische geologie, stratigrafie en paleontologie. Tijdens zijn hoogleraarschap werd hij geconfronteerd met de door de overheid opgelegde herstructurering van de universitaire opleidingen in de aardwetenschappen, waarbij hij zich fel verzette tegen ontwikkelingen die naar zijn (achteraf gezien zeer terechte) mening de kwaliteit van de opleiding zouden aantasten. Ook tegen de schendingen van de afspraken die met het bestuur van de Leidse Universiteit waren gemaakt, verzette hij zich hevig, maar - bij gebrek aan steun vanuit de faculteit - tevergeefs.

Prof. Brouwer verrichte onderzoek op diverse terreinen, waarbij zijn werk in het Kwartair en het Devoon het meest de aandacht trok. Zijn 'Devoon-project' in het Cantabrisch Gebergte, dat tot talrijke proefschriften leidde, oogstte wereldwijd veel erkenning. Het was echter niet alleen de wetenschappelijke verslaglegging die Prof. Brouwer aantrok. Op tal van manieren probeerde hij de niet-geologische gemeenschap in ons land te betrekken bij zijn voorliefde voor de geologie. Hij deed dat in tal van lezingen voor uiteenlopende gezelschappen, maar ook in de vorm van bijdragen in bladen voor een breder publiek. Zo heeft hij lange tijd artikelen over nieuwe ontwikkelingen of vondsten geschreven in de wetenschapsbijlage van NRC Handelsblad. Hij moest dat uiteindelijk opgeven toen zijn gezichtsvermogen zo achteruit was gegaan dat lezen en schrijven nauwelijks meer mogelijk was.

Ondanks deze handicap blijft Prof. Brouwer, zoals hij in een dankwoord na de aanvaarding van de onderscheiding meldde, nog steeds actief. Zo is hij een project gestart om het proefschrift van Wijnand Carel Hugo Staring - de vader van de Nederlandse geologie - uit het Latijn in het Nederlands te laten vertalen. Het kenmerkt de werklust en de creativiteit van Prof. Brouwer dat juist hij, op zijn gevorderde leeftijd, het initiatief neemt tot een dergelijk project dat direct door de aanwezigen werd omarmd.

Het is moeilijk voor te stellen hoe de Nederlandse samenleving er zou hebben uitgezien wanneer alle Nederlandse aardwetenschappers evenveel voor hun vak zouden hebben gedaan (ook - en juist - bij de niet-vakgenoten) als Prof. Brouwer. Iedereen zou dan nu ongetwijfeld weten dat geologie iets anders is dan archeologie en theologie, en ook zou geologie waarschijnlijk reeds lang - net als in andere landen - een normaal onderdeel van het lespakket op school zijn geweest. Strijdlust en vakbekwaamheid waren (en zijn nog steeds) de kenmerken van Prof. Brouwer. De erkenning die hij nu, eigenlijk veel te laat, vanuit de Nederlandse wetenschappelijke wereld heeft gekregen, is dan ook wel verdiend.

Referenties:
  • Geen Referenties

7 DinosauriŽrs hadden geen bolle wangen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Op een bijeenkomst van de Society of Vertebrate Paleontology, begin oktober 1998, zijn gegevens gepresenteerd die ertoe kunnen leiden dat heel wat tekeningen van dinosauriŽrs moeten worden herzien. Het gaat daarbij om de groep van grasetende sauriŽrs uit het Krijt, waartoe onder meer de bekende geslachten Triceratops en Leptoceratops behoren. Op basis van de schedelfragmenten van deze geslachten werd tot nu toe verondersteld dat deze ornithischiŽrs (de naam geeft de veronderstelde verwantschap met de vogels weer) bolle wangen hadden; de bolheid zou zijn veroorzaakt door grote, sterke spieren, waarmee deze geslachten zouden zijn uitgerust ten behoeve van het losrukken en vermalen van hun noodzakelijkerwijze zeer uitgebreide vegetarische maaltijden.

Larry Witmer, een paleontoloog uit Ohio, verraste zijn gehoor echter met een volstrekt andere interpretatie van de bekende schedelfragmenten. Daarbij liet hij zich leiden door de wetenschap dat de meest verwante nog levende diergroepen (vogels en krokodillen) helemaal geen wangen hebben met spieren die kunnen helpen met het kauwen. Bovendien vertonen de schedelfragmenten van de ornitischiŽrs de uitstekende richels waarop de wangspieren bij zoogdieren zijn vastgehecht. Volgens hem met het uitstekende botfragment op de schedel van deze groep dan ook niet worden geÔnterpreteerd als een bot in de wang, maar eerder als een hoornfragment dat (op enige afstand) over de wang heen hing, als bescherming van dit betrekkelijk kwetsbare lichaamsdeel.

De mening van Witmer werd op de bijeenkomst, op basis van anatomische discussies, vrij algemeen gedeeld door de andere aanwezigen. Volgens Greg Erickson van de Universiteit van Stanford betekent de nieuwe uitleg dat niet alleen ons idee over het uiterlijk van deze bekende dinosauriŽrs zal moeten worden herzien, maar dat waarschijnlijk ook de huidige inzichten in de wijze waarop deze dieren zich voedden, moeten worden aangepast.

Referenties:
  • Holden, C. (ed.), 1998. No cheek from these dinos. Science 282, p. 407.

8 Niveau van ijskap op Antarctica daalt licht
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Er is de laatste tijd nogal wat commotie geweest rondom een ledenwerfactie van Greepeace op de televisie. Daarbij werd met beeld en geluid gesuggereerd dat de Antarctische ijskap snel afbrokkelt als gevolg van menselijke activiteiten. Veel deskundigen menen dat het publiek bij deze actie is gemanipuleerd. Ook in zeer koude tijden breken namelijk voortdurend stukken van het ijs af, als gevolg van de 'stroming' van dat ijs naar zee toe. Intussen wordt immers ook, via sneeuwval, nieuw ijs gevormd. De vraag die men zich moet stellen is dus of de nieuwvorming van ijs langzamer of juist sneller gaat dan de afkalving, of dat er sprake is van een massabalans die in evenwicht verkeert.

Engelse en Amerikaanse onderzoekers hebben nu met radar vanuit satellieten tussen 1992 en 1996 nauwkeurig de hoogte gemeten van de ijskap. Uit deze metingen blijkt dat het niveau van het centrale deel van de ijskap in deze periode met 0,9 cm per jaar daalde (met een onnauwkeurigheidsmarge van 0,5 cm). Heeft Greenpeace dus toch gelijk met de nogal paniekerige campagne? Dat mag volgens de onderzoekers niet worden geconcludeerd. Zij wijzen erop dat de ijskap sinds het glaciale maximum, ca. 20.000 jaar geleden, ongeveer 2/3 van zijn volume heeft verloren. Dat ging, zij het onregelmatig, steeds langzamer. Het huidige massaverlies (niet meer dan zoín 6-8% van de jaarlijkse accumulatie) komt redelijk overeen met wat men op grond van de eerdere geschiedenis zou mogen verwachten.

Deskundigen schatten dat momenteel de zeespiegel met 1,8 mm per jaar stijgt. Dat moet worden toegeschreven aan de mondiale stijging van de luchttemperatuur, die plaatsvindt sinds de Kleine IJstijd (in Nederland zo goed bekend van de ijstaferelen van Havercamp). Overigens lijkt die temperatuurstijging deze eeuw wel relatief snel te verlopen. De stijging van de zeespiegel mag echter niet geheel aan het smelten van landijskappen worden toegeschreven: ook de uitzetting van het oceanische water (wanneer iets warmer wordt, wordt het groter) draagt daarbij aanzienlijk aan bij. Dat er op afzienbare tijd een zeespiegelstijging van zoín 5 m zal plaatsvinden door het afsmelten van het ijs op (vooral) Antarctica en Groenland, moet dan ook - mede op basis van de hier genoemde radarmetingen - naar het rijk der fabelen worden verwezen.

Hierbij moet ook worden gewezen op het feit dat de huidige klimaatmodellen niet erg duidelijk zijn met betrekking tot de invloed van een verdere temperatuurstijging op de omvang van de Antarctische ijskap. De meeste modellen houden er rekening mee dat een stijging van de watertemperatuur het afkalvingproces zal versnellen. Er zijn echter ook modellen die aangeven dat een (geringe) temperatuurstijging juist zal leiden tot een uitbreiding van de ijskap. Als argumenten daarvoor gelden de configuratie van de erosieve waterstromen onder het ijs, de sterkere verdamping van zeewater die tot verhoogde neerslag zal leiden, de groter sublimatie van ijs in het koude poolklimaat, de toenemende bewolking die meer zonlicht zal reflecteren voordat die de ijskap bereikt, etc.

Ook het nieuwe onderzoek kan geen uitsluitsel geven over de vraag hoe de ijskap op Antarctica zich in de komende eeuwen zal ontwikkelen. De hoeveelheid onderzoek die momenteel plaatsvindt, en die deels is bedoeld om de waarde van eerder ontwikkelde modellen te testen, belooft echter op termijn meer duidelijkheid.

Referenties:
  • Bindschadler, R., 1998. Future of the West Antarctic ice sheet. Science 282, p. 428-429.
  • Wingham, D.J., Ridout, A.J., Scharroo, R., Arthern, R.J. & Shum, C.K., 1998. Antarctic elevation change from 1992 to 1996. Science 282, p. 456-458.

9 Het borrelt onder Yellowstone
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Yellowstone Park is vooral beroemd vanwege zijn vulkanische verschijnselen, waarvan de geiser 'Old Faithful' wel de bekendste is. De vulkanische activiteiten hangen samen met het feit dat een groot deel van het park deel uitmaakt van een enorme caldera, een krater die vroeger bij een enorme explosie inzakte. Die uitbarsting vond ongeveer 630.000 jaar geleden plaats, en daarbij werd ongeveer 1000 km3 materiaal uitgestoten, veel meer dan bij welke historisch bekende vulkaanuitbarsting dan ook, en ongeveer 1000 maal zoveel als bij de ook als aanzienlijk omschreven uitbarsting van Mount St. Helens (1980). Geen wonder dus dat de vulkaan deels in de lege ondergrond wegzakte. De caldera beslaat zoín 3000 km2.


OLD FAITHFUL

Hoewel er in de laatste 70.000 jaar geen echte uitbarsting meer plaatsvond, vertoont de ondergrond nog steeds activiteit. Magma stijgt op, daalt weer, dringt zich min of meer horizontaal tussen oude gesteentepakketten binnen, etc. De kennis daaromtrent wordt voornamelijk via geofysische metingen verkregen maar ook bijzondere vormen van radar vanuit satellieten leveren informatie op. Zo blijkt uit dergelijke opnamen dat de bodem binnen de caldera tot 1995 daalde, maar niet steeds op dezelfde plaats. Tussen augustus 1992 en augustus 1995 verplaatste het dalingsgebied zich duidelijk. Tussen augustus 1995 en september 1996 begon daarentegen een gebied in het noordoostelijk deel van de caldera weer te stijgen, en tussen september 1996 en juni 1997 verplaatste dat opheffingsgebied zich geleidelijk naar het zuidwesten. Deze lokale, zich verplaatsende, opheffingen en dalingen worden toegeschreven aan hydrothermale of magmatische vloeistoffen die, op ongeveer 8 km diepte onder het zuidwestelijke deel van de caldera, in en uit twee sill-lichamen bewegen.

De vanuit de satelliet gemeten dalingen en stijgingen van het aardoppervlak binnen de caldera zijn veel te gering om in het terrein zelf vast te stellen. De meeste bewegingen liggen in de orde van grootte van 1-2 cm per jaar. Dat lijkt niet veel (al is het voor dergelijke processen wel degelijk een zeer hoge waarde), maar vanwege de daarvoor noodzakelijke verplaatsingen van materiaal in de ondergrond kan men toch concluderen dat zich daar grootschalige processen voordoen. Te berekenen valt dat het grootste sill-lichaam tussen juni 1993 en augustus 1995 in volume afnam met 0,016-0,027 km3 per jaar; vergeleken met 1000 km3 misschien niet veel, maar nog altijd wel vergelijkbaar met de inhoud van zoín 3.000.000 gemiddelde Nederlandse huizen!

Referenties:
  • Wicks Jr., Ch.W., Thatcher, W. & Dzurisin, D., 1998. Migration of fluids beneath Yellowstone caldera uinferred from satellite radar interferometry. Science 282, p. 458-462.

10 Magma uit diepe aardmantel onder Afrikaanse lithosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Grote delen van noordelijk en centraal Afrika kennen al zoín 45 miljoen jaar grote vulkanische activiteit. Voor een deel is dat te verklaren op basis van de schollentektoniek (bijv. bij de Oost-Afrikaanse slenk), maar op andere plaatsen is dat niet het geval. In de loop der tijd zijn er diverse hypotheses ontwikkeld over dat 'vreemde' vulkanisme, maar geen van die hypotheses voldeed eigenlijk.

Een nieuwe hypothese lijkt daarin nu verandering te brengen. Die hypothese, ontwikkeld door geologen van universiteiten van Stanford (Verenigde Staten) en Leeds (Engeland), komt er in het kort op neer dat er een grote 'pluim' van magma opstijgt vanuit het onderste gedeelte van de aardmantel. Deze pluim wordt bij het opstijgen pas tegengehouden door de lithosfeer, en verspreidt zich op het grensvlak daaronder dan in min of meer horizontale richting. Daarbij wordt dat grensvlak gevolgd, waardoor het mantelmateriaal onder het dikke centrale deel van de Afrikaanse schol dieper blijft zitten dan bij de randen, waar de aardkorst veel dunner is.

Het opstijgende magma staat, zoals dat ook bij vulkanen het geval is, in de diepe ondergrond onder zoín hoge druk dat het zich niet gedraagt als een vloeistof maar als een zeer visceuze massa. Pas wanneer het boven een bepaalde diepte uitstijgt, kan het vloeibaar worden. Door de daarmee gepaard gaande ontgassing en door de toenemende vloeibaarheid kan het magma dan nog gemakkelijker omhoog komen. Aan de randen van de Afrikaanse schol, waar het grensvlak tussen korst en mantel relatief laag ligt, kunnen dan ook gemakkelijker vulkanische activiteiten ontstaan dan in het meer centrale deel.

De nieuwe hypothese lijkt veel tot nu toe problematische verschijnselen goed te kunnen verklaren; dat betreft onder meer de chemische samenstelling van het vulkanische materiaal dat aan of nabij het aardoppervlak is aangetroffen. Het is dan ook geen hypothese die op zuiver modelmatige gronden is ontwikkeld; hij is voortgevloeid uit geofysisch onderzoek, waarbij onder meer zwaartekrachtsmetingen een grote rol speelden.

Het opmerkelijke van de nieuwe hypothese is het gigantische karakter van de opstijgende 'pluim' magma. Ook vroeger zijn diverse verschijnselen wel verklaard door uit de aardmantel opstijgend magma, maar daarbij ging men altijd uit van 'normale' afmetingen, wat dan weer wel de aanname van een groot aantal pluimen (tot wel veertig toe) noodzakelijk maakte. Het merkwaardige, onbegrijpelijke patroon waarin die talrijke pluimen zouden moeten voorkomen, was een van de redenen waarom dergelijke hypotheses nooit algemene erkenning kregen.

Referenties:
  • Davies, G., 1998. A channeled plume under Africa. Nature 395, p. 743-744,
  • Ebinger, C.J. & Sleep, N.H., 1998. Cenozoic magmatism throughout east Africa resulting from impact of a single plume. Nature 395, p. 788-791.

11 Begon het IJstijdvak door de botsing tussen Noord- en Zuid-Amerika?
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

We weten inmiddels dat de afwisseling van de Pleistocene ijstijden en interglacialen samenhangt met de intensiteit van de zonnewarmte, die op zijn beurt weer afhangt van een aantal astronomische factoren. Waarom er niet altijd zoín afwisseling is, is minder goed bekend. Naar alle waarschijnlijkheid speelt de verdeling van de landmassaís over de aarde een belangrijke rol (in het Pleistoceen de geÔsoleerde ligging van Antarctica op de Zuidpool en het door continentale massaís omgeven watergebied van de Noordpool). Door die configuratie wordt immers bepaald in hoe sterke mate warmtetransport via oceaanstromen vanuit de tropen naar de poolgebieden kan plaatsvinden.

Er moeten echter nog meer factoren een rol spelen. Waarom is bijvoorbeeld de vergletsjering op het noordelijk halfrond gedurende het Pleistoceen veel sterker dan op het zuidelijk halfrond? Voor een deel lijkt dat toe te schrijven aan de warme golfstroom, die veel warm water in de richting van Noord-Europa stuurt. Daarom zijn de winters in Noord-Europa milder dan in bijv. Noord-Amerika; ook zijn daarom de winters op de Noordpool minder koud dan op de Zuidpool.

De oceanografen Driscoll (Woods Hole Oceanographic Institution) en Haug (Forschungszentrum fŁr Marine Geowissenschaften te Kiel) hebben nu een soortgelijke verklaring gegeven voor het begin van de sterke vergletsjering die ongeveer viermiljoen jaar geleden inzette. Zij schrijven dat toe aan een veranderend patroon van oceaanstromen, veroorzaakt doordat toen de daarvoor open zee tussen Noord- en Zuid-Amerika werd gesloten. De thermohaliene circulatie (een gevolg van verschillen in soortelijk gewicht van watermassaís door verschillen in temperatuur en zoutgehalte) nam daardoor in belang toe. Volgens de onderzoekers leidde het nieuwe stromingspatroom ertoe dat er meer warm, relatief zoet water via de Atlantische Oceaan in de richting van Europa werd gestuwd. Dat leidde tot een toename van de neerslag, ook in het noordpoolgebied, waardoor de aangroei van zeeijs werd vergemakkelijkt (geringere vriespuntsverlaging dan daarvoor). Toen dat eenmaal gebeurde, kon door bekende verschijnselen (zoals de toename van de albedo) een vergletsering gemakkelijk inzetten, eerst vanuit de gebergten, later zich ook daarbuiten uitstrekkend.

Deze theorie wordt ondersteund door onderzoek aan foraminiferen, die via chemische analyse en bepaling van diverse isotopenverhoudingen aangeven welke eigenschappen het zeewater had waarin ze leefden.

Referenties:
  • Driscoll, N.W. & Haug, G.H., 1998. A short circuit in thermohaline circulation: a cause for northern hemisphere glaciation? Science 282, p. 436-438.

12 Rudisten vervingen koralen in Krijt vanwege wereldwijde verandering in milieu
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Gedurende het Krijt veranderden de karakteristieken van riffen over de gehele wereld. Dat gebeurde in twee fasen, waarvan de eerste werd gekarakteriseerd door een overgang van een door koralen gedomineerd ecosysteem (met verder voornamelijk sponzen en algen) naar een systeem met algen en rudisten (met weinig koralen en vrijwel zonder sponzen); in de tweede fase verdwenen vrijwel alle algen en bleven rudisten over, met koraal op de tweede plaats. Dit alles speelde zich af binnen een periode van ongeveer 30 miljoen jaar, gedurende het Vroeg-Krijt. Volgens een Amerikaans onderzoeker is dit een gevolg van de milieu-omstandigheden, die gedurende deze periode wereldwijd sterk zouden zijn veranderd.


RECONSTRUCTIE VAN EEN RUDISTENRIF MET ORGINELE FOSSIELEN.
FOTO: M.BLUME

De belangrijkste veranderingen binnen het ecosysteem van de riffen hingen samen met subtiele wijzigingen in het patroon van oceaanstromen, wat zijn weerslag had in de waterchemie, de rijkdom aan voedingsstoffen, en de positie van de stromen ten opzichte van de grenzen van de lithosfeerschollen en dus ook ten opzichte van vulkanisch actieve gebieden. Bovendien beÔnvloedde de ontwikkeling van zuurstofarme watermassa's de samenstelling van de oceaan over grote gebieden. Daarnaast steeg gedurende het Krijt de temperatuur, en daarmee ook het zeeniveau. Dit leidde ertoe dat het continentaal plat met een steeds grotere frequentie (eens per enkele miljoenen jaren tot eens per miljoen jaar) werd overstroomd door water met een laag zuurstofgehalte. Deze herhaalde overgang op het plat van zuurstofrijk naar zuurstofarm water zou steeds de druppel zijn geweest die de emmer deed overlopen voor de toch al onder druk gezette rifbouwers.

De veranderende milieu-omstandigheden bestonden onder meer uit sterk (tot wel 10 įC) fluctuerende gemiddelde jaartemperaturen, de opslag van grote hoeveelheden organische stof in de ondiepe kustgebieden (door overstroming en bedekking met slib van kustmoerassen en algenmatten), en een extreem snelle aangroei van de aardkorst onder invloed van vulkanisme. Het microplankton en de zwemmende organismen in de oceanen moesten zich keer op keer aan de wisselende omstandigheden aanpassen, wat diverse malen leidde tot een sterke afname en een daarop weer volgende toename van de biodiversiteit. De rifgemeenschappen reageerden in eerste instantie op deze ontwikkeling door een snelle afname van zowel het aantal individuen als het aantal soorten van rifbouwende koralen. Hun plaats werd ingenomen door rudisten, die beter gedijden onder de nieuwe omstandigheden wat betreft klimaat, ondergrond, zuurstofgehalte, mate van troebelheid van het water, en de opeenvolging van zeespiegelschommelingen (met een in totaal stijgende tendens). Hierbij moet worden bedacht dat de meeste koralen juist onder de normale golfbasis groeien als een soort 'korst' over andere rifbouwers, en dat zij zich vooral voeden met zoŲplankton; rudisten daarentegen leven vooral iets boven de golfbasis onder stormcondities (hun behuizing wordt bij storm betrekkelijk gemakkelijk tot kleine sedimentdeeltjes vergruisd), en zij voeden zich met fytoplankton.

Referenties:
  • Scott, R.W., 1995. Global environmental controls on Cretaceous reefal ecosystems. Palaeogeography, Palaeoclimatology Palaeoecology 116, p. 187-189.

Afbeelding uit: http://www.darmstadt.gmd.de/Museum/HLMD/riff.html

13 Rivieren van puimsteen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Amerikaanse en Engelse onderzoekers hebben uit veldonderzoek opgemaakt dat de Rio Grande in New Mexico (Verenigde Staten) in het geologische verleden enkele malen een merkwaardig schouwspel moet hebben opgeleverd: het snel stromende water was bedekt met meegevoerde stenen. Dat kon gebeuren doordat het om puimsteen ging, een gesteente dat door vulkanen de lucht in wordt geblazen, waarbij door ontgassing een zeer poreus karakter met veel met lucht gevulde holten ontstaat. Puimsteen drijft daarom vaak op water.

De onderzoekers hebben op basis van isotopenonderzoek (40Ar/39Ar-datering van sanidienkristallen), in combinatie met gegevens over de omkering van het aardmagnetisch veld, kunnen vaststellen dat de aangetroffen puimsteenlagen werd gevormd tijdens vier fasen van vulkanisme, resp. 3,1, 2,0, 1,6 en 1,3 miljoen jaar geleden. Het vulkanisme trad op in het zogeheten Jemez-veld in het noorden van New Mexico.

De uitgestoten puimsteen kwam, direct en indirect (bijv. via afstromend regenwater) terecht in het grote afwateringssysteem van het gebied: de Rio Grande. Daar mengde hij zich met de overige meegevoerde deeltjes (zand en slib). Kort na een uitbarsting overheerste de puimsteen echter zodanig dat de rivier lagen van puimsteen vormde, die slechts 'verontreinigd' waren met zand en slib. Deze bijzondere afzettingen strekken zich ver uit: tot meer dan 400 km stroomafwaarts van het Jemez-veld. Vanwege hun wijze van transport en afzetting moeten de gesteentepakketten die zo zijn ontstaan, worden beschouwd als rivierafzettingen, hoewel ze voornamelijk uit vulkanische deeltjes bestaan.

Uit de karakteristieken van de afzettingen kan worden gereconstrueerd hoe de puimsteen door de Rio Grande is vervoerd, en hoe de deeltjes na kortere of langere tijd werden afgezet. Uit het voorkomen van megaribbels blijkt dat de verhouding tussen stroomsnelheid en diepte van de rivier betrekkelijk groot geweest moet zijn. Omdat uit andere studies bekend is dat de waterdiepte aanzienlijk was, moet de stroomsnelheid van het puimsteenvoerende water dus hoog geweest zijn. Dat wordt verder onderbouwd door de erosieve ondervlakken die de lagen met puimsteen vaak vertonen.

De hoge stroomsnelheid kan zijn veroorzaakt door een 'toevallig' grote hoeveelheid water (bijv. door veel regen in het stroomgebied) maar de grote hoeveelheid puimsteen deed het te verplaatsen volume zonder twijfel zeer sterk toenemen, wat binnen een stroomgeul met een bepaalde doorsnede meehelpt de stroomsnelheid te verhogen. De hoge stroomsnelheid en de waarschijnlijk hoge waterstand leidden er ook toe dat plaatselijk oeverwallen doorbraken, waarna water met relatief grove puimsteen de kleiÔge riviervlakte overspoelde en zo zorgde voor grove intercalaties binnen de fijne slibafzettingen van de komgronden.

De vier uitbarstingen leidden dus kennelijk tot fasen waarin de rivier vol zat met rollende, zwevende en drijvende stukken puimsteen (tot enkele decimeters groot). Berekeningen suggereren dat dit water/puimsteen-mengsel een snelheid gehad moet hebben van 1-5 meter per seconde.

Referenties:
  • Mack, G.H., McIntosh, W.C., Leeder, M.R. & Monger, H.C., 1996. Plio-Pleistocene pumice floods in the ancestral Rio Grande, southern Rio Grande rift, USA. Sedimentary Geology 103, p. 1-8.

14 Vloedgolf splitste zich op land op in lobben
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Vanwege de catastrofale situatie die optreedt wanneer een vloedgolf een kust bereikt, hebben de getroffen bewoners weinig oog voor de nog steeds niet geheel ontsluierde geheimen van het gedrag dat een vloedgolf vertoont wanneer het een kustgebied overstroomt. Een dergelijke vloedgolf - vaak aangeduid met de term 'tsoenami', is in open wateren vaak nauwelijks merkbaar, maar neemt bij het bereiken van steeds ondieper wordende kustwateren vaak gigantische afmetingen aan. Vooral de Koerillen en Kamchatka worden vaak door dergelijke tsoenami's geteisterd, waarbij tot ver in het binnenland een spoor van vernieling wordt achtergelaten.

Wanneer de natuur (en eventueel de menselijke samenleving) ter plaatse zich weer heeft hersteld, blijft er in het binnenland gewoonlijk nauwelijks een spoor van de overstroming achter. De vloedgolf voert namelijk weliswaar zowel grof als fijn materiaal mee, maar het grove materiaal (zand) blijft in het algemeen vrijwel geheel in de directe omgeving van de kust achter. Dat komt doordat dit zand in de vloedgolf vlak over de bodem wordt meegevoerd, en daar al snel door begroeiing en andere obstakels wordt ingevangen. Het meegevoerde fijnere materiaal (slib, klei) wordt door een tsoenami gewoonlijk wel verder landinwaarts meegevoerd, maar is in het algemeen onvoldoende karakteristiek om te worden teruggevonden; bovendien is het resulterende sliblaagje daarvoor vaak te dun en onvoldoende continu.

Een team van Japanse, Russische en Noorse geologen heeft nu echter wel een 'geologisch spoor' van een tsoenami gevonden, in de vorm van een zandlaagje dat zich in het Ust'-Kamchatsk gebied uitstrekt tot 3 km landinwaarts. Doordat een dun, over dit zandlaagje heenliggend, vulkanisch laagje kon worden gedateerd, kan met zekerheid worden vastgesteld dat het zandlaagje een gevolg is van de grote vloedgolf die Kamchatka in 1923 teisterde.

De vraag waarom in dit speciale geval wťl een laagje van gemengd grof en fijn zand achterbleef, konden de onderzoekers beantwoorden aan de hand van beschrijvingen die destijds werden gemaakt van de omstandigheden waaronder de vloedgolf de kust bereikte. Het kustgebied was toen bedekt met een dik sneeuwpakket en de bodem was hard bevroren. De vloedgolf stroomde daarom als het ware over een relatief vlakke bodem, die nauwelijks sediment inving. Door de enorme kracht van de tsoenami kon dus ook het zand ver landinwaarts worden meegevoerd. De karakteristieken van het zandlaagje dat door de vloedgolf werd afgezet, tonen aan dat het water niet als ťťn massa het hele kustgebied overstroomde, maar dat het zich meer landinwaarts - waarschijnlijk onder invloed van oneffenheden van het landoppervlak - splitste in aparte lobben. Deze kwamen nog verder landinwaarts weer samen in een patroon van elkaar opvolgende, kleinere watermassa's. Deze lieten elk hun materiaal achter, zodat een patroon werd gevormd van elkaar overlappende, dunne zandlichamen die samen een zeer uitgestrekte, ononderbroken laag vormen.

Referenties:
  • Minoura, K., Gusiakov, V.G., Kurbatov, A., Takenti, S., Svendsen, J.I., Bondevik, S. & Oda, T., 1996. Tsunami sedimentation associated with the 1923 Kamchatka earthquake. Sedimentary Geology 106, p. 145-154.

15 Gebied in Drente wordt door de NAM heringericht
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw !

Het is nu nog een behoorlijk vervuild terrein. Maar door een gerichte aanpak zal het veranderen in een recreatiegebied, dat bovendien ook nog groter is dan het gebruikte terrein. De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) brengt nabij Schoonebeek de nieuwe filosofie van sanering en herinrichting van vervuilde gebieden in praktijk.

Zeven hectare omvat een van de terreinen van de NAM even ten noordoosten van Schoonebeek. Toen het olieveld daar nog werd ontgonnen, waren er waterklaringsinstallaties, een stoominjectie-eenheid en slibvelden gesitueerd. Dat betekent dus - na zovele jaren van oliewinning - ook zeven hectare industrieel vervuilde grond: er is een behoorlijke vervuiling met koolwaterstoffen en een hoge belasting van chloriden. Dat laatste is een gevolg van de scheiding die er plaatsvond tussen de ruwe olie die met de ja knikkers omhoog werd gepompt en het daarbij mee omhoog komende zeer zoute water.

Een dergelijk terrein kun je natuurlijk niet zomaar aan de eigenaars teruggeven 'met de complimenten van de vervuiler'. De terreinen worden daarom grondig gesaneerd. Vroeger gebeurde dat door de grond geheel schoon te maken, zodat het gebied daarna voor allerlei bestemmingen gebruikt kon worden. Tegenwoordig wordt eerst gekeken welk gebruik men aan het gebied wil geven, en daarop worden de saneringswerkzaamheden afgestemd. Dat betekent niet alleen lagere kosten, maar ook minder verstoring van de oorspronkelijke bodemopbouw, minder energiegebruik, minder afval en geringere emissies.

Gekozen is voor landelijke herinrichting. Het gaat namelijk om een cultuurhistorisch interessant gebied. Dat gebeurde overigens pas nadat TNO een studie had uitgevoerd om na te gaan voor welke gebruiksmogelijkheden het gebied na sanering geschikt zou zijn. Landbouw, recreatie en natuurbeheer bleken alle mogelijk. Daarom is gekozen voor een combinatie van deze activiteiten door de aanleg van een voor recreanten toegankelijk bos dat als een brede enclave ligt ingebed tussen landbouwgronden die ruim uitwaaieren in de richting van het - al lang geleden afgegraven - hoogveengebied. Zo zal een bosstrook ontstaan die de overgang ondersteunt van het kleinschalige coulisselandschap van de Schoonebeeker lintbebouwing naar de wijdse openheid van het lopen landschap waarin de veenwinning heeft plaatsgevonden. Dat kan niet allemaal binnen de zeven hectare van het oorspronkelijke NAM-terrein. In overleg met de Dienst Landelijk Gebied is daarom een plan ontwikkeld voor een 11 ha groot project. Zo wordt niet alleen vuile grond weer bruikbaar, maar wordt zelfs een fraaier gebied gerealiseerd, dat bovendien - door zijn grotere omvang - ook de recreatiemogelijkheden duidelijk verruimt.

Referenties:
  • Langendaal, H., 1998. Klaarheid over herinrichting. Shell Venster juli/aug. 1998, p. 20-22.

16 De beste scriptie in Technische Aardwetenschappen TU Delft
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Op 6 november ontvingen de beste afstudeerders van de 15 studierichtingen aan de TU Delft een oorkonde, een bronzen legpenning en een geldbedrag van fl. 1000,-. Hiermee zette de Stichting Universiteitsfonds Delft de traditie voort om de beste afstudeerders te eren.

Bij de technische aardwetenschappen viel deze eer te beurt aan Remco A. Devilee, die afstudeerde bij Prof. Dr. M.A. Reuter op een scriptie met de titel 'Purification of a zinchloride melt to yield elemental iron and a melt suitable for molten salt electrolysis'. Het gaat dus over de mogelijkheden om de hoeveelheid ijzerafval te beperken die bij de huidige productiewijze van zink vrijkomt. De overwegingen om de prijs aan (inmiddels Ir.) Devilee toe te kennen werden bij de uitreiking ook nadrukkelijk door Prof. Reuter genoemd. Grondstoffentechnologie is een vakgebied dat zich zowel met delfstoffen als met chemische technologie bezighoudt; daarbij wordt aan het grootste deel van alle elementen van het periodiek systeem aandacht geschonken, maar vooral aan de metalen.

Om het vak te bedrijven is een gedegen kennis nodig van de mineralogie en andere aardwetenschappen, in combinatie met een grondige kennis van scheikunde en van scheikundige technologie. Alleen met een combinatie van kennis op het gebied van de aardwetenschappen en de scheikunde is het vakgebied van de grondstoffentechnologie dus optimaal te beoefenen.

Remco Devilee heeft zich met de zinkmetallurgie beziggehouden. De huidige productiewijze van zink gaat gepaard met de nevenproductie van afval. Het is de uitdaging van zijn vakgebied om die afvalproductie steeds verder in te perken. Speciaal bij de productie van zink komt veel ijzerhoudend afval vrij. Devilee heeft, uitgaande van binnen de subfaculteit hierover levende ideeŽn, onderzoek uitgevoerd naar een werkwijze die tot een sterke reductie van de hoeveelheid van dit afval kan leiden. Uit zijn onderzoek is een duidelijk omschreven werkwijze voortgekomen die potentieel in de industrie bruikbaar is. Devilee heeft het onderzoek volgens Prof. Reuter met veel enthousiasme, inzet en intelligentie uitgevoerd; hij zal er t.z.t. ook een publicatie over schrijven. Mede door het goede werk van Devilee heeft de subfaculteit Technische Aardwetenschappen zich weten te verzekeren van kapitaalkrachtige sponsoring door de internationale grondstoffenindustrie om het onderzoek voort te zetten naar de mogelijke verdere ontwikkeling van dit alternatieve zinkproductieproces.

Referenties:
  • Geen Referenties


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl