NGV-Geonieuws 11

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Juni 2001, jaargang 3 nr. 2

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 132 Zeeniveau speelde belangrijke rol bij vorming van groot bruinkoolpakket
  • 133 Marmergroeve van 'Elgin Marbles' getraceerd
  • 134 Afdamming van gletsjermeer hangt samen met klimaat
  • 135 Sfinx van Gizeh minstens 5000 jaar oud
  • 136 Voorouders in Vroege Steentijd aten termieten
  • 137 Afrika remt af
  • 138 Aardbeving van 1894 in Griekenland ging gepaard met daling
  • 139 Landleven veel eerder ontstaan dan tot nu toe bekend
  • 140 Veel ijsbergen aan einde Jonge Dryas door jŲkulhlaups
  • 141 Moessons van 190 miljoen jaar geleden vastgelegd in gesteenten
  • 142 Miljoenen km2 zeebodem bedekt met omgewerkt sediment na inslag van meteoriet of asteroÔde op grens Krijt/Tertiair
  • 143 Opwarming in geologisch verleden niet alleen door meer CO2 in de atmosfeer
  • 144 Aarde was niet altijd een dipool
  • 145 Bijzondere fossielvindplaats in China gered
  • 146 Intensievere verticale waterbewegingen in oceanen droegen bij aan begin van IJstijdvak
  • 147 Radioactieve mineralen zorgen voor opschudding in Londen
  • 148 Gletsjers schuurden dalsystemen uit op Mars
  • 149 Olie en gas nog lang niet uitgeput
  • 150 'Duistere Middeleeuwen' waren waarschijnlijk werkelijk donkerder
  • 151 Exxon stopt seismisch onderzoek ter bescherming van walvissen
  • 152 Vooruitstekende tanden bij dinosaurus uit Madagaskar
  • 153 Ook in Midden-Holoceen trok ijsshelf rond Antarctica zich terug
  • 154 Poging om 'rampmeer' in Kameroen te temmen
  • 155 Griekenland leed 4,2 miljoen jaar geleden onder strenge winter
  • 156 Bijtkracht van Allosaurus biomechanisch bepaald

    << Vorige uitgave: 10 | Volgende uitgave: 12 >>

132 Zeeniveau speelde belangrijke rol bij vorming van groot bruinkoolpakket
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het Gippsland Bekken in AustraliŽ bevat waarschijnlijk meer bruinkool dan enig ander bekken ter wereld. De bruinkool maakt deel uit van de Eocene Traralgon-Formatie. De huidige schattingen wijzen op de aanwezigheid van zo'n 345 miljard ton bruinkool, waarvan overigens bij de huidige prijs slechts zo'n 10 miljard ton wordt beschouwd als economisch winbaar. De bruinkool bevat weinig minerale bestanddelen en laat dus weinig as achter bij verbranding, maar het zwavelgehalte is betrekkelijk hoog, waardoor toepassing (bijv. voor elektriciteitsopwekking) dure milieumaatregelen vergt. De combinatie van laag asgehalte en hoog zwavelgehalte komt veel voor, en wijst gewoonlijk op een vorming in uitgebreide moerassen die zich in kustgebieden ontwikkelden. Ook in het Gippsland Bekken was dat het geval.




Dat zich zo'n exceptioneel dik plantenpakket kon opbouwen, dat door inkoling inmiddels het stadium van bruinkool heeft bereikt, is te danken aan het samenspel van een aantal factoren. Zo wijzen de determineerbare restanten en de kooltypes op een milieu waarin zich in een kustmoeras een regenwoud (op vrij hoge breedte) had ontwikkeld, en waar zowel de regenval als de temperatuur hoger waren dan momenteel. Dat waren voor plantengroei gunstige omstandigheden. Daarnaast bleef het milieu gunstig doordat de grondwaterstand meesteeg met het zich opbouwende pakket, onder invloed van een stijgende zeespiegel. De stijging van de zeespiegel hing ongetwijfeld samen met de toen stijgende temperatuur, want de maximale accumulatie van het materiaal vond plaats op het klimatologisch hoogtepunt, aan het eind van het Eoceen; in het begin van het daarop volgende Oligoceen daalde de temperatuur weer geleidelijk. In de relatief korte periode van het klimatologisch maximum stapelde zich zoveel plantaardig materiaal op dat daaruit 100 miljard ton bruinkool overbleef na inkoling.

Referenties:
  • Holdgate, G.R., Wallace, M.W., Gallagher, S.J. & Taylor, D., 2000. A review of the traralgon Formation in the Gippsland Basin --- a world class brown coal reserve. International Journal of Coal Geology 45, p. 55-84.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Aarde was gedurende langere perioden geen staafmagneet' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (6 januari 2001).

133 Marmergroeve van 'Elgin Marbles' getraceerd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

De harmonieuze beelden en vele tientallen meters lange reliŽfs die het Parthenon versierden, beter bekend als de Elgin Marbles, zijn gemaakt van marmer dat een andere herkomst heeft dan het marmer waaruit het Parthenon zelf is opgebouwd. De Elgin Marbles, die tentoongesteld zijn in een speciale hal van het British Museum in Londen, werden in 1806 uit Griekenland naar Londen overgebracht door Thomas Bruce, de zevende Hertog van Elgin. Daarmee werden deze beelden van een vrijwel zekere ondergang gered. Griekenland heeft ze teruggeŽist, maar Engeland wil aan die eis vooralsnog niet tegemoetkomen.

De Elgin Marbles zijn tussen 438 en 432 v.Chr. door Phidias - de beroemdste beeldhouwer uit het klassieke Griekenland - gebeeldhouwd uit een fraaie, witte marmersoort. Groeves waarin dergelijk marmer - een door verhoogde temperatuur en druk deels gerekristalliseerde kalksteen - wordt gevonden, komen op diverse plaatsen rondom het oostelijk deel van de Middellandse Zee voor, en de locatie van de groeves aan de hand van de lithologische eigenschappen van het gerekristalliseerde materiaal is moeilijk. Voor zowel het inzicht in de cultuurhistorische ontwikkeling als de reconstructie van vroegere politieke allianties en handelsroutes is het traceren van de herkomst van objecten echter van groot belang.

Pike heeft, in het kader van een uitgebreid onderzoek naar de herkomst van talrijke marmeren objecten, voortgebouwd op technieken die werden ontwikkeld door Norman Herz, medeoprichter van de Association of Marble and Other Stones Used in Antiquity. Daartoe bepaalde hij onder meer de verhouding tussen de diverse stabiele koolstofisotopen en die tussen de diverse stabiele zuurstofisotopen in het marmer (dat uit calciumcarbonaat bestaat). Omdat de isotopenverhoudingen direct samenhangen met de specifieke geologische processen waaraan een gebied, ook op kleine schaal, onderworpen is geweest, zijn deze verhoudingen voor iedere marmergroeve verschillend.

Door tal van recente en in de oudheid gebruikte groeves te bemonsteren en de isotopeninhoud van het marmer te analyseren, kon Scott van tal van objecten de herkomst van het marmer met een grote mate van zekerheid vaststellen. Zo bleek dat het marmer van de Elgin Marbles afkomstig moet zijn uit een groeve in de Pentelikon, een berg ten noorden van Athene. Hij kon ook vaststellen dat de Elgin marbles van hetzelfde type marmer zijn als waarmee het 'Oude Parthenon' was gebouwd, een bouwwerk dat op dezelfde plaats stond als het huidige Parthenon, maar dat in 480 v.Chr. door de Perzen werd verwoest nog voordat het voltooid was. Het marmer van het huidige Parthenon blijkt een andere isotopensamenstelling te hebben. Volgens Pike komt dat marmer niet uit de omgeving van de Pentelikon, en is het waarschijnlijk zelfs van betrekkelijk grote afstand aangevoerd.

Referenties:
  • Williams, Ph., 2000. First systematic study of Greek quarries may make it possible to locate area where famed Elgin Marbles originated. Persbericht University of Georgia (7-11-2000).

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Marmer van Elgin Marbles afkomstig uit groeve in Pentelikon' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (2 december 2000).

134 Afdamming van gletsjermeer hangt samen met klimaat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het Argentinomeer in het zuiden van PatagoniŽ (ArgentiniŽ) is een hooggelegen bergmeer in de Andes. Het wordt periodiek afgedamd door de Perito Moreno gletsjer, doordat deze zich uitbreidt (en later weer terugtrekt). Dat is in de 20e eeuw zeventien keer gebeurd. Een dergelijke afdamming heeft aanzienlijke gevolgen voor de afwatering van het meer. Die vindt plaats via de Santa Cruz, maar deze rivier valt vrijwel droog als door de afdamming het meer niet langer als waterleverancier kan dienstdoen. Overigens heeft het meer geen andere uitlaat dan deze rivier, waardoor het waterniveau in het meer na afdamming stijgt (omdat er immers voortdurend smeltwater vanaf de gletsjer naar wordt toegevoerd).

In perioden dat er geen afdamming plaatsvindt, is de afvoer vanuit het meer onregelmatig, onder invloed van seizoensinvloeden. Via statistische methoden kan het effect daarvan worden berekend, zodat duidelijk wordt hoe de waterafvoer fluctueert met uitschakeling van die seizoensinvloeden. Twee Argentijnse onderzoekers hebben dat gedaan. Daarbij vonden ze dat er een soort cycli in de piek-afvoer optreden. Een van die cycli heeft een duur van 33-36 maanden, de andere cyclus heeft een duur van 42-58 maanden.

De onderzoekers schrijven de korte cyclus toe aan de afwijkende positie die gebieden van hoge luchtdruk in de subtropische gebieden van de Stille Zuidzee met min of meer regelmatige tussenpozen innemen. De tweede cyclus zou samenhangen met factoren die ook het ontstaan van El NiŮo beÔnvloeden. Dit verband is statistisch significant. Hieruit moet worden opgemaakt dat stromingen in de oceaan de dynamiek van de Perito Moreno gletsjer bepalen. Zo blijkt dat met het toenemen van de invloed van El NiŮo de gletsjer zich verder voorwaarts beweegt.

Referenties:
  • Depetris, P.J. & Pasquini, A.I., 2000. The hydrological signal of the Perito Moreno glacier damming of Lake Argentino (southern Andean Patagonia): the connection to climate anomalies. Global and Planetary Change 26, p. 367-374

135 Sfinx van Gizeh minstens 5000 jaar oud
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

De beroemde Sfinx van Gizeh bevat geen inscripties die naar een bepaalde tijd verwijzen, maar is volgens Egyptologen omstreeks 4500 jaar oud. Volgens enkele geologen is hij echter minimaal 500 jaar ouder. Zij wijzen erop de verwering en erosie van de Sfinx niet te verklaren zijn op basis van het huidige aride klimaat dat ter plaatse in het derde millennium voor Christus begon, maar dat die moeten stammen uit de daarvoor opgetreden, regenrijke periode.

Archeologen hebben tegen die analyse aangevoerd dat de sterke verwering ook zou kunnen hebben plaatsgevonden onder invloed van grondwaterstromen, de uitlogende werking van door verdamping gevormde zoutkristallen, de capillaire werking van het zand waardoor het gevallen regenwater na (schaarse) regenval resulteert in de langdurige aanwezigheid van nat zand, en de sinds kort toegenomen neerslag. De gevolgen van dergelijke processen zouden dan uiteraard ook terug te vinden moeten zijn bij andere, soortgelijke bouwwerken ter plaatse met een minimaal gelijke ouderdom. Veldonderzoek dat gedurende het afgelopen jaar is uitgevoerd aan graftombes net ten zuiden van de Sfinx hebben dergelijke verschijnselen echter niet aan het licht gebracht; ook inmiddels aan de lucht blootgestelde delen van het oorspronkelijke binnenmateriaal van de Sfinx vertoont zulke sporen niet. Op basis daarvan kan worden uitgesloten dat de bovengenoemde processen een significante rol hebben gespeeld bij de verwering en erosie van de Sfinx. Die moet dus inderdaad ouder zijn dan de archeologen tot nu toe hebben aangenomen.

Daarvoor zijn inmiddels ook aanvullende argumenten naar voren gebracht. Die bestaan uit de verschillende stadia van verwering en erosie waarin andere bouwwerken verkeren. Zo blijken gebouwen die nabij Gizeh en elders zijn aangetroffen onder gebouwen uit het Oude Koninkrijk (2575-2150 v. Chr.) sterke verwering en erosie te vertonen, vergelijkbaar met die van de Sfinx. Daarentegen vertonen andere bouwwerken, onder meer direct bij de Sfinx geen sterke verwering. Ook daaruit moet worden geconcludeerd dat het geen grondwaterstromen etc. zijn geweest die voor de verwering van de Sfinx verantwoordelijk zijn, maar dat het inderdaad om regenval in een vroegere periode moet gaan.

Egyptologen bestrijden die conclusie vooralsnog, omdat die zou impliceren dat de Sfinx gebouwd zou moeten zijn door een cultuur die voorafging aan de oudst bekende cultuur van Egypte. Een dergelijke cultuur zou ook andere sporen moeten hebben nagelaten. De geologische onderzoekers, onder leiding van Robert Schoch van Boston University, menen bij hun onderzoek op dergelijke sporen te zijn gestuit. Dat gaat om stenen restanten die zijn ingesloten in de graftombe van Koningin Khentkaus (in Gizeh) en een sterk verweerde kamer die is ingesloten in de noordelijke piramide bij Dahsur. Schoch concludeert daaruit dat de oudst bekende Egyptische culturen gebruik maakten van eerder opgerichte bouwwerken. Hij schat deze bouwwerken, waartoe hij ook de zogeheten Sfinx-tempel rekent (die uit dezelfde tonnenzware kalksteenblokken is gebouwd als de Sfinx zelf) minimaal 5000 jaar oud.

Referenties:
  • Schoch, R.M. & West, J.A., 2000. Further evidence supporting a pre-2500 B.C. date fror the Great Sphinx of Giza, Egypt. Handout 112e Bijeenkomst Geological Society of America (Reno, 2000), 4 pp.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Geologen schatten de Sfinx van Gizeh zeker 5000 jaar oud' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (2 december 2000).

136 Voorouders in Vroege Steentijd aten termieten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

De oudst bekende, niet van steen vervaardigde, gebruiksvoorwerpen van onze voorouders bestaan uit botten. Ze komen van de vindplaatsen Swartkrans en Sterkfontein in Zuid-Afrika. Gezien hun ouderdom van zeker tweemiljoen jaar moeten ze zijn gebruikt door Australopithecus robustus, die als een (oud) neefje van de huidige mens (met een relatief geringe herseninhoud, waardoor hij mogelijk de strijd om het bestaan met andere hominiden zo'n tweemiljoen jaar geleden verloor) kan worden beschouwd.

Archeologen hebben de 'werktuigen' van deze locaties altijd beschouwd als een hulpmiddel om knollen uit de grond te halen. Recent onderzoek, dat enerzijds is gebaseerd op zowel macroscopisch als microscopisch onderzoek van de beenderen, anderzijds op experimenten, wijzen nu op een ander gebruik. Volgens de betrokken Zuid-Afrikaanse en Franse onderzoekers zou er namelijk gebruik van zijn gemaakt om termietenheuvels stuk te kloppen, zodat de gebruikers de termieten konden eten. Dat is op zich niet zo'n verwonderlijke gedachte, want ook nu gelden termieten bij veel Afrikaanse volkeren nog als een lekkernij.

Referenties:
  • Backwell, L.R. & Errico, F. d', 2001. Evidence of termite foraging by Swartkrans early hominids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, online 10.1073/pnas. 021551598.

137 Afrika remt af
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

Als gevolg van de continentverschuiving neemt de afstand tussen Afrika en Zuid-Amerika voortdurend toe. Dat gebeurt nu echter aanzienlijk langzamer dan in het geologische verleden. Tot die conclusie komt een groep onderzoekers uit Kiel (Duitsland) en Stanford (Verenigde Staten) naar aanleiding van onderzoek van 'hotspots' in het zuidelijke deel van de Atlantische Oceaan.

De zogeheten 'hotspots' zijn te vinden boven plaatsen waar heet materiaal uit de aardmantel opstijgt (mantelpuimen). In veel gevallen is er sprake van onderzeese vulkanen, die soms allang weer hun activiteit hebben verloren (seamounts). Omdat hun positie van ten opzichte van tenminste 1 continent verandert als gevolg van de continentverschuiving, zijn uit de relatieve positie van dergelijke seamounts gegevens te krijgen over het vroegere verloop van de continentverschuiving. Daarbij is uiteraard altijd het probleem dat men moet weten hoe oud een dergelijke seamount is, en hoe hij tijdens zijn actieve periode precies lag ten opzichte van de betrokken continenten.

De onderzoekers hebben radiometrisch (via de verhouding tussen argon-40 en argon-39) de ouderdommen bepaald van gesteenten die ze hebben opgedregd van vijf op een min of meer rechte lijn (290 km) gelegen seamounts in de omgeving van St.-Helena (waar Napoleon zijn laatste dagen sleet), en nabij de seamount Circe. Uit de geologische context concluderen de onderzoekers dat al deze seamounts zich - geologisch gezien - snel vormden: binnen ongeveer een miljoen jaar. Alle vijf seamounts moeten zijn gevormd ten gevolge van dezelfde mantelpluim. Omdat die ongetwijfeld op zijn plaats is gebleven (terwijl de continenten zich verplaatsten) kan uit de huidige positie van de seamounts in combinatie met hun ouderdom worden berekend hoe snel de verwijdering van Afrika plaatsvond. Zo kan worden afgeleid dat Afrika zich gedurende de laatste 19 miljoen jaar met een zeer constante snelheid van 20 Ī 1 mm per jaar bewoog. Dat komt zeer goed overeen met andere waarnemingen, onder meer via satellieten. Dit betekent dat deze onderzoekstechniek nauwkeurig genoeg is om - binnen zekere grenzen - de snelheid van continentverschuiving te bepalen.

Die betrouwbaarheid van de onderzoeksmethode is van belang, want bij soortgelijk onderzoek van veel oudere hotspots (bij Tristan en Gough) is gebleken dat Afrika tot 30 miljoen jaar geleden zeker 27 mm per jaar 'afdreef'. Uit deze gegevens valt op te maken dat Afrika tussen 30 en 19 miljoen jaar geleden (maar volgens de onderzoekers in waarschijnlijk veel minder tijd) aanzienlijk snelheid heeft verminderd.

Referenties:
  • O'Connor, J.M., Stoffers, P., Bogaard, P. Van den & McWilliams, M., 2000. First seamount age evidence for significantly slower African plate motion since 19 to 30 Ma. Earth and Planetary Science Letters 171, p. 575-589.

138 Aardbeving van 1894 in Griekenland ging gepaard met daling
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

Aardbevingen zijn een tektonisch verschijnsel, dat echter lang niet altijd met merkbare opheffing of daling gepaard gaat. Veel vaker is een horizontale beweging traceerbaar, bijv. in de vorm van scheuren of - zoals fraai zichtbaar bij de San Adreas-breuk, door plotseling verspringende afrasteringen, paden, etc.

Een team van Engelse en Griekse onderzoekers heeftbij de Golf van Atalanti in centraal Griekenland echter wel een daling vastgesteld. Ze brengen die in verband met een grote aardbeving die daar in 1894 plaatsvond, en waarvan bekend is dat die leidde tot grote massa-afglijdingen langs de kust, tot een overstroming als gevolg van een tsoenami (seismische vloedgolf), en tot veranderingen van de kustmorfologie; zo werd onder meer het schiereiland GaÔduronisi gescheiden van het vasteland.

De onderzoekers hebben het kustgebied rondom de Golf van Atalanti, dat bestaat uit 'wetlands' (laaggelegen, drassige gronden), stratigrafisch onderzocht, waarbij ze ook de inhoud aan microfossielen hebben bestudeerd alsmede ouderdommen bepaald. Op grond daarvan komen ze tot de conclusie dat het gebied tijdens de aardbeving plotseling (en blijvend) is gedaald, waarbij bijv. de foraminiferenfauna veranderde: de soorten die boven het gemiddeld hoogwater leven werden vervangen door soorten die in de getijdenzone leven. De onderzoekers kunnen op basis van de verandering in soorten vaststellen dat de daling 30-80 cm moet hebben bedragen.

Van de tsoenami die de kustzone overspoelde, werden geen sporen teruggevonden. Ook verder werd sedimentologisch of lithostratigrafisch nauwelijks een spoor van de toch vrij catastrofale gebeurtenis aangetroffen. De onderzoekers concluderen daaruit dat 'wetlands;' niet erg geschikt zijn als gebied om vroegere seismische activiteiten te reconstrueren, tenzij die leidden tot bewegingen op een schaal van enkele meters.

Referenties:
  • Cundy, A.B., Kortkaas, S., Dewez, T., Stewart, I.S., Collins, P.E.F., Croudace, I.W., Maroukian, H., Papanastassiou, D., Gaki-Papanastassiou, P., Pavlopoulos, K. & Dawson, A., 2000. Coastal wetlands as recorders of earthquake subsidence in the Aegean: a case study of the 1894 Gulf of Atalanti earthquakes, central Greece. Marine Geology 170, p. 3-26.

139 Landleven veel eerder ontstaan dan tot nu toe bekend
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De oudst tot nu toe bekende fossiele resten van organismen die met zekerheid niet in zee leefden, waren tot nu toe microfossielen uit Arizona van 'slechts' 1,2 miljard jaar geleden. Het leven op de continenten is waarschijnlijk echter meer dan tweemaal zo oud, n.l. minimaal 2,6-2,7 miljard jaar. De hoge ouderdom van de nu gevonden fossiele resten is des te verrassender, omdat het leven in zee - waar het milieu veel vriendelijker was, mede als gevolg van de veel sterkere ioniserende straling op het land, de zonne-instraling en de samenstelling van de atmosfeer - pas ongeveer 3,8 miljard jaar geleden begon.

De nu gevonden aanwijzingen, die moeilijk anders te interpreteren zijn dan als indicatoren dat de continenten al vroeg door levende organismen in bezit werden genomen, werden door een internationale groep geologen aangetroffen bij Schagen, in Oost-Transvaal. Het gaat om een aantal fossiele bodems met een zeer hoog gehalte aan koolstof, met bijmengingen van waterstof, stikstof en fosfor in verhoudingen die uitsluitend bekend zijn van organisch materiaal. De onderzoekers specificeren dat zelfs nog nauwkeuriger: als materiaal van algenmatten (zoals we die nu kennen van algen uit poelen en plassen, die bij indrogen groenige plakkaten opleveren).

De fossiele bodems hebben zich ontwikkeld op de stollings- en metamorfe gesteenten van het oude Precambrische schild, de zeer oude en stabiele kern van het Afrikaanse continent. Enkele van deze bodems - voornamelijk die welke ontstonden op granieten en basalten - werden voor huidige begrippen zeer dik: vaak meer dan twintig meter. Dat wijst op langdurige bodemvorming, zonder dat deze bodems werden bedekt door jongere sedimenten, en zonder dat de bodems door een oprukkende zee of een zich uitbreidend meer werden overstroomd. De ouderdom van de betrokken bodems kon radiometrisch goed worden vastgesteld, omdat ze zich ontwikkeld moeten hebben nadat hun moedergesteente (dat goed dateerbaar is) stolde, maar voordat ze uiteindelijk werden bedekt door pakketten die eveneens goed gedateerd konden worden. Dat sluit twijfel over de orde van grootte van de ouderdom volledig uit.

Het organische karakter van het materiaal kan alleen indirect worden vastgesteld, omdat de primitieve organismen in de sindsdien verstreken miljarden jaren zijn omgevormd door tal van processen, waaronder verhitting ten gevolge van uitstromende lavapakketten en hoge geothermische gradiŽnten vanwege magmakamers in de relatief ondiepe ondergrond. Het hoge gehalte aan koolstof (variŽrend van minder dan 0,1 gewichtsprocent tot 0,36%) komt goed overeen met die van jongere fossiele bodems uit het Precambrium, en is soms zelfs aan de hoge kant. Of de koolstof een niet-organische herkomst kan hebben (bijvoorbeeld door latere aanvoer via grondwaterstromen), bediscussiŽren de onderzoekers, maar ze komen tot de conclusie dat een oorsprong als algenmatten veruit het waarschijnlijkst is. Daarop wijzen ook de verhouding tussen de gewichten koolstof en waterstof en enkele andere biochemische karakteristieken. Op basis hiervan vermoeden de onderzoekers dat de algenmatten ook cyanobacteriŽn bevatten. Helemaal onverwacht komt die vondst niet: diverse onderzoekers hebben al eerder voorspeld dat er ooit bacteriŽn van deze hoge ouderdom zouden worden gevonden.

Referenties:
  • Watanabe, Y., Martini, J.E.J. & Ohmoto, H., 2000. Geochemical evidence for trerrestrial ecosystems 2.6 billion years ago. Nature 408, p. 574-578.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Leven op land ruim tweemaal zo oud als tot nu toe bekend' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (16 december 2000).

140 Veel ijsbergen aan einde Jonge Dryas door jŲkulhlaups
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie !

Op het einde van de Jonge Dryas (het laatste deel van de laatste ijstijd) en het begin van het Preboreaal (het begin van het Holoceen), toen de temperatuur snel opliep, nam de omvang van de landijskappen snel af. Waar deze in zee eindigden, moeten vaak grote ijsbergen door afkalving zijn afgebroken en weggedreven. Tot die conclusie komen IJslandse onderzoekers die het milieu van zuidelijk IJsland uit die tijd hebben gereconstrueerd. Zij gebruikten daartoe de lithologische karakteristieken en de dateringen van twee afzettingen (een morenecomplex bij Bķdi en meer-afzettingen bij Ofśrugil), alsmede de boorgegevens van een kern uit het Hestvatn-meer. Deze bronnen wezen op het frequente voorkomen in die tijd van jŲkulhlaups. Dat zijn catastrofale waterstromen uit glaciale meren (het IJslandse woord 'jŲkul' betekent 'gletsjer' en 'hlaup' betekent 'stroom'); die kunnen onder het ijs ontstaan (bijv. wanneer snel ijs smelt door een vulkanische uitbarsting onder het ijs) of voor het ijsfront (bijv. doordat een dam van dood-ijs of morenemateriaal doorbreekt).

In deze tijd strekten zich nog dunne gletsjertongen van de zich terugtrekkende IJslandse ijskap via het uitgeschuurde systeem van glaciale dalen uit tot in een baai die zich destijds bevond waar nu het zuiden van IJsland ligt (de relatieve zeespiegel lag ter plaatse toen zo'n 70 m boven de huidige omdat IJsland onder het gewicht van de ijskap gedurende het Weichselien diep was weggedrukt). In kleinere dalen was het ijs verder teruggetrokken. In die dalen, stroomafwaarts van de belangrijkste morenes, trad veelvuldig aanzienlijke erosie op doordat zich jŲkulhlaups ontwikkelden wanneer ergens een dam doorbrak die het water uit een van de talloze meren in deze onregelmatig gevormde dalen tegenhield. Niet alleen in de dalen werden hierdoor nieuwe geulen uitgeschuurd, maar ook in de kustafzettingen trad hierdoor sterke erosie op. Dat ging uiteraard gepaard met afzetting van het meegevoerde materiaal verder stroomafwaarts, waar zich chaotisch gelaagde zand- en siltafzettingen opbouwden.

Het frequent doorbreken van dammen van de meren wijten de onderzoekers aan vulkanisme (ze gaan dus uit van ijsdammen). Ze menen dat de jŲkulhlaups zo krachtig waren, dat ze invloed uitoefenden op de ijstongen die zich tot in zee uitstrekten, en daar grote delen van deden afkalven. Dat die afkalving plaatsvond, is bekend uit boorgegevens uit het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan. Daarin komen veel niveaus voor met puin dat via ijsbergen moet zijn aangevoerd, en dat, bij het geleidelijk smelten van het ijs, in zee bezonk.

Referenties:
  • Geirsdůttir, A., Hardardůttir, J. & SveinbjŲrnsdůttir, A.E., 2000. Glacial extent and catastrophic meltwater events during the deglaciation of southern Iceland. Quaternary Science Reviews 19, p. 1749-1761.

141 Moessons van 190 miljoen jaar geleden vastgelegd in gesteenten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Uit gesteenten in het zuidwesten van de Verenigde Staten kan worden afgeleid dat er 190 miljoen jaar geleden in het gebied, dat toen deel uitmaakte van het supercontinent Pangea, moessons zijn opgetreden. Het optreden van moessons hangt onder meer af van de ruimtelijke verdeling van het continent over de aarde. Zo'n 190 miljoen jaar geleden was die verdeling geschikt: de evenaar liep vrijwel door het midden van het grootste continent dat de aarde - voor zover we weten - ooit heeft gekend.

De gesteenten waarin nu duidelijke sporen van moessons zijn ontdekt (de Navajo Zandsteen), bestaan uit 2500 m dikke afzettingen die als duinen zijn gevormd in een uitgestrekte woestijn in het meest westelijke gedeelte van Pangea. Het ontstaan van deze zandsteen als duinen is voor geologen gemakkelijk te herkennen aan de typische, grootschalige scheve gelaagdheid die het pakket karakteriseert. Maar naast de 'normale' scheefgelaagde pakketten vertoont de Navajo Zandsteen ook lagen die als een soort plastische massa van de duinhellingen moeten zijn afgegleden. De wijze waarop dat is gebeurd (zogeheten slumping) vereist een vermenging van het woestijnzand (en stof) met een betrekkelijk grote hoeveelheid water. Omdat water in woestijnduinen snel wegzakt, moet sprake zijn geweest van zeer zware regenval.


NAVAJO ZANDSTEEN

Zulke zware buien in woestijngebieden zijn weliswaar betrekkelijk zeldzaam, maar niet ongewoon. In dit geval konden de onderzoekers (van de Universiteit van Nebraska) echter vaststellen dat de duinafzettingen een cycliciteit vertonen met een jaarlijkse periodiciteit. In een pakket dat gedurende 36 jaar moet zijn gevormd, vonden de onderzoekers 24 slumppakketten. Zij komen op basis van de kenmerken van deze 24 pakketten tot de conclusie dat er 20 moeten zijn ontstaan tijdens zomermoessons; de overige vier moeten tijdens zware winterse buien zijn gevormd.

Deze bevindingen zijn de eerste waarbij het voorkomen van moessons in het geologische verleden kan worden vastgesteld. De Navajo Zandsteen heeft overigens bij andere recente onderzoeken nog meer gegevens opgeleverd over sterk verschillende seizoenen. Zo is onder meer een jaarlijkse cycliciteit in de overheersende windrichting vastgesteld (aan de hand van de scheve gelaagdheid in de pakketten, die weerspiegelt in welke richting de duinen zich - onder invloed van de wind - bewogen).

De diverse gegevens wijzen erop dat de woestijn waarin het pakket zich opbouwde, de wind 's winters veel sterker was dan 's zomers, en dat vochtige lucht die in de zomer vanuit het westen werd aangevoerd, dan leidde tot een neerslag van gemiddeld 2 mm per dag. Wanneer de regenval plaatsvond via heftige slagregens vanuit cumulonimbus-bewolking, konden de slumps ontstaan waarvan de sterk gedeformeerde lagen nu nog getuigen.

Referenties:
  • Loope, D.B., Rowe, C.M. & Joeckel, R.M., 2001. Annual monsoon rains recorded by Jurassic dunes. Nature 412, p. 64-67.

Afbeelding uit: http://www.mines.utah.edu/~wmgg/Geology/ZionGIFS/NavajoSS.html

142 Miljoenen km2 zeebodem bedekt met omgewerkt sediment na inslag van meteoriet of asteroÔde op grens Krijt/Tertiair
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Er moeten op de hellingen van het Amerikaanse continent onvoorstelbare massa's sediment in beweging zijn gekomen na de inslag van de meteoriet of asteroÔde die fauna en flora zo sterk aantastte dat geologen daar de grens tussen Krijt en Tertiair leggen (65 miljoen jaar geleden). De energie die vrijkwam bij de inslag wordt geschat op honderdmiljoen megaton (1017 kg) TNT, en de daarbij ontstane schokgolven moeten tot op zo'n 7000 km afstand een beweging van het aardoppervlak van een meter hebben veroorzaakt. Die gigantische aardbeving (met een kracht van 10-13 op de schaal van Richter) heeft over grote delen van het Oost-Amerikaanse continentaal plat en de helling daarvan eerder afgezette sedimenten in beweging gebracht. Ze raakten vermengd met water en stroomden aanvankelijk als modderstromen, later vooral door menging met het turbulente water in suspensie (als zogeheten troebelingsstromen) over de continentale helling naar de diepzee. Daar kwamen ze tot rust op de meer vlakke bodem, maar op tal van plaatsen pas na meer dan 1000 km over de diepzeebodem te hebben bewogen. Amerikaanse onderzoekers hebben van het zo ontstane pakket een beeld gekregen op basis van een aantal boorkernen, in combinatie met seismisch onderzoek.

Dat het pakket (dat in een aantal fasen werd opgebouwd) werd gevormd op de grens van Krijt en Tertiair blijkt enerzijds uit de fossielinhoud, die afkomstig is uit de omgewerkte zeebodem; de fossielen omvatten onder meer enkele soorten die karakteristiek zijn voor het laatste deel van het Krijt. Minstens zo overtuigend voor de datering is echter de vondst van talloze kleine fragmenten direct boven op dit pakket; die fragmenten zijn bij de inslag door de hoge temperatuur en druk verglaasd, en hoog de lucht in geworpen. Na enkele uren tot dagen vielen ze op aarde terug, toen het betrokken pakket van omgewerkt materiaal inmiddels op de diepzeebodem terecht was gekomen. Ook de hoge iridium-concentratie vlak boven het pakket stemt volledig overeen met wat elders (behalve in de Geulhemmerberg in Nederland!) op de grens van Krijt en Tertiair wordt aangetroffen.

Dat het pakket op de diepzeebodem bestaat uit materiaal dat van de continentale helling omlaag gegleden is, blijkt uit de aard van de fossielinhoud. Die bestaat namelijk voor een deel uit materiaal van soorten die op het continentaal plat, of hoog op de continentale helling leefden. Toen de organismen stierven, werden hun schaaltjes in het sediment opgenomen; toen dat waterverzadigde sediment instabiel werd door de aardbeving ten gevolge van de inslag en de continentale helling afgleed, werden deze ondiep-mariene fossielen uiteraard meegesleurd.

Zo is aan de voet van de continentale helling een pakket ontstaan met een totale oppervlakte van ca. 3,9 miljoen vierkante kilometer, waarmee het - voor zover bekend - veruit de meest verspreide op aarde is. Het totale volume van het verplaatste materiaal moet, na uitdrijving van het water en compactie onder invloed van de bovenliggende lagen, in totaal in de orde van grootte van 10.000 km3 liggen, overeenkomend met een pakket van 250 m dik ter grootte van Nederland.

Referenties:
  • Norris, R.D., Firth, J., Bluztajn, J.S. & Ravizza, G., 2000. Mass failure of the North Atlantic margin triggered by the Cretaceous-Paleogene bolide impact. Geology 28, p. 1119-1122.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Chicxulub-planetoÔde veroorzaakte enorme aardverschuiving' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (6 januari 2001).

143 Opwarming in geologisch verleden niet alleen door meer CO2 in de atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Uit tal van onderzoeken is duidelijk geworden dat er gedurende de laatste 400.000 jaar een redelijke tot goed verband bestaat tussen de temperatuur op aarde en de concentratie van CO2 atmosfeer. Dat verband lijkt echter niet op te gaan voor het Tertiair, en mogelijk ook niet voor het begin van het IJstijdvak (Pleistoceen); de concentratie varieerde toen tussen ruwweg 300 en 3000 ppm (deeltjes per miljoen), maar de 'bijbehorende' temperatuurfluctuaties zijn - voor zover bekend - niet opgetreden.

Wellicht zijn sommige van de toegepaste parameters voor het bepalen van de vroegere temperatuur of juist de vroegere CO2-concentratie niet betrouwbaar. Daarom heeft een team van Amerikaanse en Engelse onderzoekers een heel nieuwe methode toegepast om de vroegere CO2-concentratie te bepalen. Ze deden dat aan de hand van een parameter die in ieder geval voor recente tijden heel goed opgaat: de concentratie van huidmondjes (stomata) op bladeren. Die huidmondjes spelen een rol bij de uitwisseling van gassen (zoals zuurstof en koolzuurgas) tussen plant en atmosfeer. Daarom hangt hun onderlinge afstand op bladeren sterk samen met de koolzuurgasconcentratie.


GINKGO BILOBA

De onderzoekers analyseerden de huidmondjes van bladeren die uit een aantal relatief warme tijdsintervallen stammen gedurende het Mioceen en de grens Paleoceen/Eoceen. Daartoe analyseerden ze eerste de relatie tussen de dichtheid van de huidmondjes en de daarmee corresponderende CO2-concentratie voor bladeren van de recente soorten Ginkgo biloba en Metasequioa glyptostroboides. Daarna deden ze hetzelfde bij de twee fossiele soorten (G. adiantoides en M. occidentalis) die het meest met de recente soorten overeenkomen. Ze vonden daarbij dat de huidmondjes van deze soorten wijzen op een CO2-concentratie van 300-450 ppm (op een enkele uitzondering na); dat is dus een relatief lage waarde, terwijl vanwege de hoge temperatuur juist een lage CO2-concentratie te verwachten zou zijn.

De conclusie is dan ook dat opwarming - zoals we die ook nu - zij het in geologisch perspectief op zeer bescheiden schaal - kennen, niet alleen afhankelijk kan zijn van een toename van koolzuurgas in de atmosfeer. Voor een dergelijke opwarming zijn kennelijk ook andere factoren nodig. Als er al een broeikaseffect zou optreden (maar er zijn aanwijzingen dat we eerder naar een nieuwe 'kleine ijstijd' dan naar een 'broeikastijd' toegaan), dan moeten daarvoor dus (ook) andere oorzaken zijn. Het is van groot belang om daarmee rekening te houden als de overheden het nodig mochten vinden om maatregelen te treffen ter bestrijding van een temperatuurstijging.

Referenties:
  • Royer, D.L., Wing, S.L., Beerling, D.J., Jolley, D.W., Koch, P.L., Hickey, L.J. & Berner, R.A., 2001. Paleobotanical evidence for near present-day levels of atmospheric CO2 during part of the Tertiary. Science 292, p. 2310-2313.

144 Aarde was niet altijd een dipool
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een schijnbaar onoplosbaar geologisch raadsel lijkt te zijn opgelost. Het raadsel betreft de onderlinge positie van de huidige continenten in het vroegere supercontinent Pangea (dat ca. 200 miljoen jaar geleden uit elkaar begon te vallen). De zuiver geologische gegevens (vorm van de kust, verspreiding van fossiele plantenen dieren, ligging van gebergteketens, etc.) wijzen erop dat Zuid-Amerika (met direct oostelijk daarvan Afrika) dicht tegen de onderkant van Noord-Amerika (met ten oosten daarvan Europa) lag aangedrukt. Volgens paleomagnetische gegevens (waarop het grootste deel van de continentverschuiving is gebaseerd) moeten de beide zuidelijke continenten echter verder naar het noorden hebben gelegen: het noordwesten van Zuid-Amerika zou langs de oostkust van Noord-Amerika hebben gelegen of nog verder naar het oosten, net ten zuiden van Europa.

Geologen hadden tot nu toe geen verklaring voor de discrepantie tussen beide typen gegevens, ook al omdat de schollentektoniek - waarvan de continentverschuiving een gevolg is - een model voor een groot aantal geologische verschijnselen biedt dat uitermate exact met de werkelijkheid overeenkomt. Zou echter de tot nu toe aangenomen continentverschuiving niet kloppen, dan zou daarmee het fundament onder tal van modellen en hypotheses verdwijnen.

Rob en van der Voo (een Nederlandse aardwetenschapper die nu verbonden is aan de Universiteit van Michigan) heeft, samen met Trond Torsvik van de Geologische Dienst van Noorwegen, nu een oplossing gepresenteerd waarbij de geologische en paleomagnetische gegevens toch met elkaar in overeenstemming te brengen zijn.

Die oplossing ligt volgens hen in het feit dat het aardmagnetisch veld vanwege onregelmatigheden in de convectie binnen de aardkern niet altijd volledig als bij een dipool (een staafmagneet) gericht is geweest (ook nu heeft het aardmagnetisch veld enkele niet-dipole componenten). De niet-dipolaire componenten veranderen van eeuw tot eeuw, en werden tot nu toe verondersteld over langere tijd bezien elkaar te compenseren omdat het niet-polaire veld westwaarts beweegt en in ongeveer 2000 jaar de aarde rond is en dus weer zijn eerdere positie inneemt. Volgens Van der Voo en Torsvik is de aarde gedurende langere perioden (mogelijk zo'n 20% van de totale tijd) geen dipool geweest; de paleomagnetische gegevens uit die perioden zouden dan iets kunnen afwijken van de gegevens die zouden zijn gevolgd uit een situatie waarin de aarde een echt dipool-karakter zou hebben gehad (bijdragen van velden die niet met hun symmetrieas parallel aan de rotarians van de aarde liggen, worden namelijk niet uitgemiddeld). Hun analyses geven aan dat zulke perioden van langduriger afwijkende polariteit inderdaad hebben bestaan, en dat de huidige palenmagnetische gegevens voor Bange vrijwel precies overeenstemmen met het 'geologische' beeld van de opbouw van dat supercontinent als met die afwijkende polariteit rekening wordt gehouden.

De palenmagnetische gegevens uit andere geologische perioden zullen nu naar verwacht ook aan een evaluatie moeten worden onderworpen. Dat zal er waarschijnlijk toe leiden dat het huidige beeld van het verloop van de precieze continentverschuiving w zal moeten worden herzien. Een dergelijke re-evaluatie zal overigens waarschijnlijk enkele tientallen jaren vergen.

Referenties:
  • Voo, R. Van der & Torsvik, Trond, H., 2001. Evidence for late Paleozoic and Mesozoic non-dipole fields provides an explanation for the Pangea reconstruction problems. Earth and Planetary Science Letters 5801, p. 1-1.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Aarde was gedurende langere perioden geen staafmagneet' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (6 januari 2001).

145 Bijzondere fossielvindplaats in China gered
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een afzetting in de provincie Chinese Shandong, die te vergelijken is met de beroemde vindplaats bij Solnhofen in Duitsland (waar onder meer een goed bewaard exemplaar van Archaeopterix werd gevonden), is gered uit de handen van de plaatselijke baksteenindustrie. Die was reeds geruime tijd bezig met het afgraven van de 25 miljoen jaar oude Miocene afzettingen uit een meer waarvan de bodem vrijwel zuurstofloos was. Daarom vond geen verrotting plaats van de organismen die in de modderige bodem terechtkwamen, zodat er veel fossielen in voorkomen met delen die anders slechts zeer zeldzaam bewaard blijven.

De pogingen om deze rijke vindplaats voor de wetenschap veilig te stellen begon reeds in oktober 1999, toen een marien geoloog van de Amerikaanse National Science Foundation, Bilal Haq, het gebied bezocht en het belang ervan onderkende. Helemaal nieuw was zijn 'ontdekking' overigens niet, want in het begin van de twintigste eeuw waren er ook al veel fossielen verzameld; na 1930 was de groeve echter bij paleontologen in de vergetelheid geraakt.

Begin 2001 werd de groeve voor graafwerkzaamheden gesloten. Dat is, behalve aan Haq, vooral te danken aan een Chinese marien bioloog van het Instituut voor Oceanologie in Quingdao, Zheng Shouyi. Die wist de provinciale en landelijke Chinese autoriteiten ervan te overtuigen dat de vindplaats beschermd moest worden. Dat gebeurde medio 2000. De autoriteiten zegden toe het water uit de groeve te pompen en er een onderzoek-(onderzoeks) en educatief park van te zullen maken.

Er zijn inmiddels meer dan 500 fossiele dier- en plantensoorten uit de sedimenten tevoorschijn gekomen. Volgens Haq lag de bodem van de groeve bezaaid met stukken waarin zeer goed bewaarde insecten- en plantenresten zaten.

Referenties:
  • Holden, C., 2001. Fossil trove preserved. Science 291, p. 1481

146 Intensievere verticale waterbewegingen in oceanen droegen bij aan begin van IJstijdvak
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op de plaats waar de zogeheten Benguela-opwelling plaatsvindt (voor de kust van Zuidwest-Afrika), is een boorkern uit de diepzee opgehaald die erop wijst dat het klimaat op aarde sterk wordt beÔnvloed door de verticale waterbewegingen in de oceanen. De ruim 200 meter lange kern levert - op basis van gefossiliseerde organismen - een ononderbroken reeks gegevens over de watertemperatuur nabij het zeeoppervlak (zee-oppervlak) ter plaatse gedurende de afgelopen 4,5 miljoen jaar. Daaruit blijkt onder meer dat die temperatuur sinds 3,2 miljoen jaar geleden met 10 įC is gedaald. Dat gebeurde sprongsgewijs, waarbij tussen de momenten van temperatuurdaling steeds perioden van enkele honderdduizenden jaren zaten.

Volgens de gegevens uit de boorkern trad ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden een echte klimaatcrisis op. Niet toevallig uiteraard is dat ook het moment waarop de meeste Kwartairgeologen het IJstijdvak (Pleistoceen) laten beginnen, al was er in Zuidwest-Afrika uiteraard geen sprake van vergletsjering op dat moment. De temperatuur in het gebied van de zuidelijke Atlantische Oceaan daalde binnen korte tijd echter wel met ruim 8 įC. Deze ontwikkeling viel samen met sterk veranderende stromingspatronen in de oceanen. Voor een deel werden die veroorzaakt doordat tussen Noord- en Zuid-Amerika een landbrug ontstond, waardoor het eerder bestaande stromingspatroon niet langer mogelijk was. Het is echter nog niet duidelijk of die omstandigheid ook verantwoordelijk was voor de veranderingen die optraden in de locaties en intensiteit waarmee grote watermassa's vanaf het zeeoppervlak diep wegzakten, terwijl er elders nieuwe of sterkere opwellinggebieden werden gevormd. Voor de kust van Zuidwest-Afrika traden in ieder geval grote veranderingen op. Ter plaatse van de boorkern werden de passaatwinden veel krachtiger, waardoor vanaf dieptes van zo'n 200 m veel meer koel, voedselrijk water naar het zeeoppervlak werd 'gepompt' dan tevoren. Daardoor konden zich veel grotere aantallen algen vormen, die grote hoeveelheden koolzuurgas aan de atmosfeer onttrokken. Elders in de Atlantische Oceaan was inmiddels de Golfstroom ontstaan, die 'gecompenseerd' werd door een dieptestroming die veel koolzuurgas mee de diepte in nam (dat gas was eerder via diffusie vanuit de atmosfeer in de noordelijke Atlantische Oceaan terechtgekomen). De onttrekking van veel koolzuurgas aan de atmosfeer heeft mogelijk bijgedragen aan een verdere afkoeling van het wereldwijde klimaat.

Volgens het Engels/Amerikaans/Duits onderzoeksteam is het zeer goed mogelijk dat wereldwijde klimaatfluctuaties worden versterkt - zo niet veroorzaakt - doordat de oceanen als netto CO2 'sinks' optreden wanneer er een versterkt patroon van verticale waterbewegingen in de oceaan ontstaat. De hoeveelheid CO2 die in de diepte verdwijnt met het wegzakkende water wordt namelijk bij lange na niet gecompenseerd door het naar boven meegevoerde CO2 in opwellinggebieden, omdat in de diepte een deel van het opgenomen koolzuurgas zich vanuit het 'verse' water verspreidt naar andere, CO2-arme waterlagen.

Referenties:
  • Marlow, J.R., Lange, C.B., Wefer, G. & Rosell-Melť, 2000. Upwelling intensification as part of the Pliocene-Pleistocene climate transition. Science 290, p. 2288-2291.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Klimaat beÔnvloed door verticale waterbewegingen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (13 januari 2001).

147 Radioactieve mineralen zorgen voor opschudding in Londen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Mineralen !

Een rechtbank in Londen heeft het beroemde Museum voor Natuurlijke Historie in Londen op de vingers getikt, omdat het bezoekers en staf heeft blootgesteld aan radioactieve mineralen. Dat gebeurde nadat was gebleken dat honderden stukken steen en mineralen hogere concentraties van de radioactieve elementen uranium en thorium bevatten dan was aangenomen; de uitgezonden straling was in een enkel geval zelfs vijftigmaal sterker dan men had gedacht.

Veel kwaad zal er echter niet zijn gebeurd, want de betrokken stenen en mineralen trokken nauwelijks belangstelling van de bezoekers. En zelfs degenen die er tweemaal per jaar naar zouden zijn wezen kijken, hebben jaarlijks niet meer dan 45 microsievert als stralingsdosis per jaar ontvangen. Dat is minder dan 1% van de hoeveelheid straling die in de (streng geformuleerde) aanbevelingen van de hierover gaande internationale commissie (de International Commission on Radiological Protection).

Het museum werd veroordeeld tot het betalen van de kosten van de rechtszaak van £ 6.300,00 (ruim 22.000 gulden), maar kreeg verder geen boete opgelegd.

Referenties:
  • Anonymus, 2001. Radioactive mineral exhibits put museum in the dock. Nature 409, p. 972.

148 Gletsjers schuurden dalsystemen uit op Mars
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De zeer gedetailleerde opnamen van grote dalen op Mars die de laatste tijd beschikbaar zijn gekomen, hebben grote opwinding bij deskundigen veroorzaakt, omdat ze door stromend water in de vorm van catastrofale watermassa's zouden zijn uitgeschuurd. De werkelijkheid lijkt nu nog opwindender, want enkele van de grote dalsystemen die op Mars zichtbaar zijn, zouden - volgens Baerbel K. Lucchitta (verbonden aan de Geologische Dienst van de Verenigde Staten) - zijn uitgeschuurd door bewegende ijsmassa's; in essentie zouden dat dus reusachtige gletsjers geweest moeten zijn.


KASEI DALSYSTEEM OP MARS


DETAIL



De verschijnselen die op de foto's van Mars zichtbaar waren, werden door Lucchita vergeleken met die op aarde. Ze vond daarbij zeer grote overeenkomsten met vormen op de zeebodem rondom Antarctica. Het gaat daarbij om dalsystemen van tientallen kilometers breed en honderden kilometers lang. Rondom het vasteland van Antarctica ontstaan dergelijke systemen (die onlangs in kaart zijn gebracht met sonar) doordat het ijs op Antarctica als het ware rivieren vormt, die uitmonden op het continentaal plat en die daar hun diepe, uitschurende werking (zoals we die ook kennen van bijvoorbeeld gletsjers in de Alpen) op de zeebodem voortzetten. Op Antarctica gaat het daarbij onder meer om ijsstromen die vanaf het westelijke deel de (ook met ijs bedekte) Ross en Ronne 'plats' bereiken. Op Mars gaan de dalsystemen op gelijke wijze over van een gebied met chaotische terreinvormen in een vlakker deel dat ooit met een oceaan bedekt kan zijn geweest. Een andere overeenkomst tussen Antarctica en Mars is dat de dalsystemen zich beneden zeeniveau bevinden (op Mars is dat niveau gedefinieerd als de gemiddelde hoogte van de hypothetische oceaan in de noordelijke vlakte).

De systemen op Mars, en in het bijzonder het zogeheten Kasei dalsysteem, blijkt in sterke mate overeen te komen met de systemen die rondom Antarctica door ijs zijn uitgeschuurd. Lucchita merkt ook op dat het stromingspatroon van de Rutford ijsrivier op Antarctica bij zijn aankomst op het Ronne-plat (waar het om een groot ijsobstakel moet heen stromen) identiek is met het stromingspatroon dat gereconstrueerd kan worden op Mars voor het Ares dalsysteem dat, bij de overgang in de hypothetische oceaan, om een 'eiland' heen kronkelde. Een belangrijke aanwijzing voor uitschuring door ijs en niet door water is dat de dalsystemen op sommige plaatsen omhoog lopen in stroomafwaartse richting. In glaciale dalen komt dat op aarde veelvuldig voor; bij stromend water is dat uiteraard niet mogelijk.
De ijsrivieren op Mars moeten overigens een andere oorsprong hebben dan de gletsjers op aarde. Ze zijn ontstaan door bevriezing van vloeistoffen die onder het oppervlak vrijkwamen bij vulkanische activiteit.

Referenties:
  • Lucchita, B.K., 2001. Antarctic ice streams and outflow channels on Mars. Geophysical Research Letters 28, p. 403-406.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Dalsystemen op Mars deels veroorzaakt door gletsjers' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (20 januari 2001).

Afbeelding uit: http://www.marte.org/paginas/noticias/21_06_2000.htm

149 Olie en gas nog lang niet uitgeput
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Hoewel ook vorig jaar de vraag naar olie en gas is gestegen, zijn de bewezen economisch winbare olie- en gasreserves niet afgenomen. Integendeel, ze zijn aanzienlijk toegenomen.

De oliereserves stegen met 12,5 miljard vaten (tot 1028 miljard vaten), en de gasreserves stegen met bijna 4000 miljard m3 tot bijna 148.000 miljard m3.

Deze getallen moeten worden gezien in het licht van het verbruik. Voor olie was dat in 2000 zo'n 24,5 miljard vaten ruwe olie en condensaat (overeenkomend met 67,1 miljoen vaten per dag). Dat betekende een groei ten opzichte van 1999 met 3,7%. De gasproductie ligt ongeveer op 2400 miljard m3 per jaar. Dit betekent dat er bij ongewijzigd gebruik nog voor 42 jaar economisch winbare voorraden olie zijn, en voor 62 jaar gas. Door de groeiende wereldbevolking en het toenemend gebruik per hoofd van de bevolking zullen de thans bewezen reserves echter niet zo lang meegaan.

De ramp in de Verenigde Staten - met de terroristische aanslagen op het World Trade Center en het Pentagon - zullen, naar verwachting van het International Energy Agency, voor 2002 leiden tot een afnemende vraag naar olie en gas. Dat dit tot een daling in de vraag zal leiden, acht het IEA onwaarschijnlijk; vooralsnog gaat deze organisatie uit van een wereldwijd stijgende vraag in de orde van grootte van 1% voor 2002.

Referenties:
  • Anonymus, 2001. Olie- en gasreserves gestegen. Shell Venster maart/april 2001, p. 3.

150 'Duistere Middeleeuwen' waren waarschijnlijk werkelijk donkerder
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Veel van de veranderingen waaraan de maatschappij in de Middeleeuwen blootstond, zijn volgens de vulkanoloog Ken Wohletz een gevolg van een extreem grote vulkaanuitbarsting, die omstreeks 535 moet hebben plaatsgevonden. De uitbarsting zou nog veel catastrofaler moeten zijn geweest dan die van de Tambora (Soenda eilanden) in 1815, waarbij de explosieve ontwikkeling van een caldera (instortingsvulkaan) tot op 1750 km afstand hoorbaar was, gesteentebrokken tot 40 km werden weggeslingerd, en ongeveer 100 km3 materiaal uitvloeide.

Volgens Wohletz moet bij de uitbarsting in de eerste helft van de zesde eeuw zo'n 200 km3 materiaal zijn uitgestoten, waarvan de helft tot een derde in de vorm van kleine deeltjes die de stratosfeer bereikten. Daar zouden ze voor een deel maanden, maar voor een deel ook jaren zijn blijven zweven. Bij de uitbarsting zou genoeg stof en water (dat daarna werd omgezet in ijskristalletjes) zijn uitgestoten om een wolkenlaag te vormen die zich door de luchtturbulentie over de hele aarde zou hebben verspreid, en die toen, conservatief berekend, een dikte van zo'n 150 m moet hebben gehad. 'Een dergelijke wolk zal ongeveer 50% van het zonlicht hebben tegengehouden', stelt Wohletz. Inderdaad zijn er historische bronnen die aangeven dat het weer in Europa destijds kouder en droger werd, dat de hoeveelheid zonlicht afnam, dat er 's zomers sneeuw viel op plaatsen waar dat eerder niet het geval was, en dat er op diverse plaatsen veelvuldige perioden van droogte of juist overstromingen optraden. Die bekende klimatologische ontwikkelingen hebben volgens historici ongetwijfeld bijgedragen aan tal van ingrijpende gebeurtenissen uit de vroege Middeleeuwen, zoals de uiteenval van het Romeinse Rijk, de volksverhuizingen vanuit centraal AziŽ naar Europa en het Midden-Oosten, en de verdwijnende beschavingen in PerziŽ, IndonesiŽ en Zuid-Amerika.

Wohletz baseert zijn hypothese voor een zeer zware vulkaanuitbarsting op gegevens uit ijskernen van Groenland en Antarctica, die overigens goed overeenstemmen met de gegevens van jaarringen in bomen uit die tijd. De vraag is waar een dergelijke vulkanische uitbarsting zou hebben plaatsgevonden. Wohletz meent dat die plaats wordt aangegeven door een extreem grote instortingskrater (caldera) met een doorsnede van ongeveer 50 km in de zee tussen Sumatra en Java. Analyse van puimsteen en vulkanische as uit de omgeving geeft aan dat er ter plaatse in de eerste helft van de zesde eeuw een grote uitbarsting heeft plaatsgevonden.

Java en Sumatra waren volgens Wohletz destijds nog met elkaar verbonden. Door de explosie bij de uitbarsting stortte de krater echter in elkaar, waarbij de Soenda-Straat ontstond, en een kring van kleinere vulkanen (inclusief de Krakatau die op 27 augustus 1883 een zeer grote uitbarsting vertoonde) overbleef. 'Een instorting waarbij een dergelijk grote caldera ontstaat, getuigt van een uitbarsting waarbij zoveel materiaal wordt uitgestoten dat het klimaat wereldwijd zeker instabiel kan worden', stelt Wohletz.

Referenties:
  • Los Alamos National Laboratory, 2001. The dark ages may really have been dimmer. Persbericht LANL Public Affairs Office, http://www.lanl.gov/worldview/news/releases/archive/00-165.html

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Vulkaanuitbarsting uit zesde eeuw was in de Straat Soenda' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (27 januari 2001).

151 Exxon stopt seismisch onderzoek ter bescherming van walvissen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Seismisch onderzoek gaat gepaard met schokgolven, maar ook met geluid. Dat geluid kan problemen veroorzaken voor het leven in zee, wanneer dat onderzoek op zee wordt uitgevoerd. Volgens bepaalde actiegroepen kunnen bijv. walvissen tot op 130 km afstand van de plaats van onderzoek hinder ondervinden. Dat betekent volgens die milieugroepen onder meer dat walvissen tijdens seismisch onderzoek geen gebruik durven te maken van gebieden die voor hun voedselvoorziening van belang zijn.

Met het oog daarop heeft Exxon op 14 september bekend gemaakt te stoppen met een lopend seismisch onderzoek voor de kust van het Russische eiland Sachalin (ongeveer 100 km ten noordoosten van het Japanse eiland Hokkaido). Daarmee werd na vier weken een voortijdig einde gemaakt aan een programma, waarbij het desbetreffende schip ook al werd begeleid door twee schepen en regelmatig overvliegende vliegtuigen die moesten nagaan of het onderzoek wel volgens alle regelen der kunst plaatsvond. Bij het onderzoek waren verder Russische waarnemers, buitenlandse wetenschappers en vertegenwoordigers van enkele regeringen betrokken. Exxon trof deze 'meest stringente maatregelen die de industrie ooit bij een groot seismisch onderzoek heeft ondernomen' omdat het bedrijf 'de unieke populatie van grijze walvissen wilde beschermen'. Toen die populatie dus daadwerkelijk hinder bleek te vinden, werd het onderzoek gestopt. Overigens had Exxon tijdens het lopende onderzoek steeds de werkzaamheden tijdelijk gestopt wanneer een walvis op minder dan 4 km afstand werd waargenomen; de internationale norm daarvan bedraagt 1 km.

Het Wereld Natuur Fonds had al eerder stopzetting geŽist, omdat al eerder duidelijk zou zijn geworden dat de walvissen naar gebieden met minder voedsel waren verdreven door het onderzoek. Het WNF is er ook niet gerust op dat deze stap van Exxon, die wel wordt toegejuicht, ook verder navolging zal krijgen. Toch lijkt dat noodzakelijk, want er zijn waarschijnlijk nog slechts minder dan honderd grijze walvissen die ieder jaar tussen Juni en November naar het kustgebied voor Sachalin.

Referenties:
  • AP (Associated Press), 2001. Exxos says it halted seismic tests alleged to push whales off feeding. Oil & Gas Journal website 'From the wires' (14-09-2001).

152 Vooruitstekende tanden bij dinosaurus uit Madagaskar
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 !

Masiakasaurus knopfleri moet met zijn messcherpe tanden - die vanuit de voorste delen van zowel onder- als bovenkaak vrijwel horizontaal vooruitstaken - een buitenbeentje onder de dinosauriŽrs zijn geweest. Van dit nieuwe geslacht (en dus ook een nieuwe soort) hebben Scott Sampson (van de Universiteit van Utah) en Matthew Carrano en Catharine Forster (beiden van de Universiteit van New York) diverse botten gevonden nabij het dorp Berivotra in het noordwesten van Madagascar. Tot die botten behoren delen van de schedel, waaronder stukken van zowel de boven- als de benedenkaak.

Op basis van de gevonden restanten wordt de nieuwe soort, die leefde tijdens het Maastrichtien (70-65 miljoen jaar geleden), door de onderzoekers toegeschreven aan de familie van de Abelisauroidea, een tamelijk raadselachtig taxon dat bekend is van een beperkt aantal gebieden uit het vroegere supercontinent Gondwana (behalve van Madagascar ook van India en ArgentiniŽ). De soort was ongeveer 1,8 m groot en liep, net als bijv. Tyrannosaurus op relatief zware achterpoten, terwijl de voorpoten veel kleiner waren. Een andere gelijkenis met Tyrannosaurus is dat de nieuw ontdekte soort een roofdier was met een zeer goed ontwikkeld gebit. De bizarre positie van de vier voortanden is onbekend van andere sauriŽrs en zelfs van de hele groep van theropoden. De meer naar achteren geplaatste tanden vertonen wat betreft hun positie en vorm veel meer overeenkomst met die van de andere theropoden, maar de mate van differentiatie binnen het gebit is veel sterker dan bij de andere soorten uit deze groep.

Bijna horizontaal vooruitstekende voortanden zijn in de huidige fauna bekend van sommige buideldieren, meestal insecteneters; ze gebruiken hun voortanden voor het vangen van hun prooi door met hun bek als een soort bulldozer over de grond te schuiven. Het is op grond van de nu gedane vondsten niet vast te stellen of ook Masiakasaurus op deze wijze aan zijn prooi kwam, en of hij die op gelijke wijze ving. Dat zou een volstrekt andere wijze van jagen - en van het dieet - betekenen dan tot nu toe van andere dinosauriŽrs bekend is.

De nieuwe soort heeft, behalve met de Abelosauroidea, ook enige kenmerken gemeen met de soort Noasaurus leali, die in het Laat-Krijt in ArgentiniŽ leefde. De auteurs sluiten dan ook niet volledig uit dat het niet gaat om een geslacht van de Abelisauroidea, maar dat het een soort is die tot de Noasauridae gerekend moet worden; dat taxon zou dan een grotere geografische verspreiding hebben gehad dan tot nu toe bekend was.

Opvallend is de naam die de auteurs aan de soort hebben gegeven (de geslachtsnaam is samengesteld uit 'masiaka' - het Malagasische woord voor 'nijdig' - en uit 'saurus' - het Griekse woord voor 'hagedis'): de naam 'knopfleri' is afgeleid van Mark Knopfler, een lid van de groep Dire Strait, die volgens de auteur veel leden van de expeditie had geÔnspireerd.

Referenties:
  • Sampson, S.D., Carrano, M.T. & Forster, C.A., 2001. A bizarre predatory dinosaur from the Late Cretaceous of Madagascar. Nature 409, p. 504-506.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'DinosauriŽr uit Madagascar had opvallend gebit' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 februari 2001).

153 Ook in Midden-Holoceen trok ijsshelf rond Antarctica zich terug
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Dat de temperatuur in de twintigste eeuw wereldwijd is gestegen, staat vast. Die temperatuurstijging heeft zich ook op Antarctica doen voelen, met als gevolg dat de ijsshelf (het ijsgebied rondom Antarctica dat het gevolg is van gletsjerijs dat vanaf het continent de zee in 'stroomt' op diverse plaatsen) op diverse plaatsen in omvang is afgenomen. Deze afsmelting wordt door sommigen beschouwd als een voorbode van de afsmelting van veel grotere hoeveelheden landijs op Antarctica, waardoor de zeespiegel zou gaan rijzen. De opwarming die ook bij Antarctica plaatsvindt wordt daarbij vaak toegeschreven aan menselijke activiteit.

Onderzoek van twee medewerkers van de British Antarctic Survey, Carol Pudsey en Jeffrey Evens, wijst echter uit dat de relatie met menselijke activiteit niet vanzelfsprekend is. Ze onderzochten sedimenten die met boorkernen werden opgehaald uit het Prince Gustav Kanaal, een gebied dat afwisselend met ijs bedekt was (dus deel uitmaakte van de ijsshelf), en (als het ijs zich had teruggetrokken) open water was. In dat laatste geval konden ijsbergen, afgebroken van de ijsshelf, met de stroom meedrijven en het Price Gustav Kanaal passeren. Omdat bij het transport van een ijsberg door de zee altijd ijs afsmelt, en omdat dat ijs stenen en gruis bevat die tijdens het transport over het continent in het ijs zijn opgenomen, laat zo'n drijvende ijsberg op de bodem van de zee een 'spoor' na in de vorm van stenen en gruis die - na het smelten van ijs - in zee terecht zijn gekomen en daar zijn bezonken. Als de ijsbergen van allerlei verschillende plaatsen afkomstig zijn, geeft dat uiteraard een veel gevarieerdere steneninhoud dan wanneer het ijs van een ijsshelf afsmelt (alleen stenen van 'locale' herkomst).

De onderzoekers vonden 'gevarieerde' sporen voor de periode van 5000-2000 jaar geleden (Midden-Holoceen), wat betekent dat het Prince Gustav Kanaal toen open was, dus dat het ijs zich had teruggetrokken, en dus dat de temperatuur toen relatief hoog was. Voor en na voornoemde periode bleef het kanaal kennelijk gesloten, en moet de ijsshelf zich dus relatief ver hebben uitgestrekt dankzij een lagere temperatuur.

Pas in de twintigste eeuw trok het ijs zich weer terug. Dat kan een gevolg zijn van opwarming door menselijke activiteit, maar dat hoeft dus niet, stellen de onderzoekers met nadruk, want in de periode van 5000-2000 jaar geleden was de wereldbevolking zo klein en het gebruik van brandstoffen (hout) zo minimaal dat daarvan geen invloed op het klimaat kan zijn uitgegaan.

Referenties:
  • Pudsey, C.J. & Evans, J., 2001. First survey of sub-ice shelf sediments reveals mid-Holocene ice shelf retreat. Geology 29, p. 787-790.

154 Poging om 'rampmeer' in Kameroen te temmen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Uit het Nyos-meer in Kameroen kwam op 21 augustus 1986 een grote hoeveelheid koolzuurgas vrij. Door zijn relatief hoge massa stroomde dit gas via dalsystemen omlaag, waarbij mensen en dieren in hun slaap verrast werden. Meer dan 1700 mensen en grote aantallen vee en andere dieren kwamen zo door verstikking om het leven. De oorzaak van deze ramp kon pas veel later achterhaald worden. Daarbij werd onder meer vastgesteld dat in de bewuste nacht zo'n 80 miljoen m3 CO2 uit de diepte van het vulkanische meer moet zijn opgestegen.


ONTGASSINGFONTEIN VAN 47 METER IN LAKE NYOS JANUARI 2001 (G.KLING)

Al in 1984 waren 37 mensen omgekomen bij een soortgelijke gebeurtenis, die plaatsvond in een 35 km verderop gelegen meer. Die ramp werd door de autoriteiten echter lang verzwegen. Bij de ramp van 1986, waarbij zoveel slachtoffers vielen, was dat niet mogelijk. De internationale aandacht die deze ramp kreeg leidde al spoedig tot uitgebreid onderzoek, waarbij duidelijk werd dat zulke uitbarstingen van koolzuurgas zich in de toekomst nog vaker kunnen voordoen. Daarom zijn plannen ontwikkeld om het 'rampmeer' te temmen. Dit zou kunnen gebeuren door het meer periodiek te ontgassen, maar dit is - mede door de gebrekkige infrastructuur ter plaatse - een moeilijk uitvoerbare zaak. Toch is men nu zo ver dat op afzienbare termijn een poging zal worden ondernomen.

Daarbij zal een simpele techniek worden toegepast. Men wil een 200 m lange buis van polyetheen in het meer laten zakken tot op het niveau waar het koolzuurgas in grote hoeveelheden zit opgelost; dat water wil men oppompen, zodat het koolzuurgas aan het oppervlak gecontroleerd en in relatief kleine hoeveelheden kan vrijkomen. Niet alle onderzoekers steunen dit plan echter: sommigen vrezen dat een dergelijk proces de omstandigheden in het 200 m diepe meer zodanig zal verstoren dat er juist een nieuwe explosieve vrijzetting van het koolzuurgas zal volgen (als dat al het geval zou zijn, zou het aantal slachtoffers overigens zeer beperkt blijven, want de bewoners van de dorpen in de dalen vanaf het Nyos-meer zijn inmiddels geŽvacueerd). Zij baseren hun angst op het feit dat het meer van boven weliswaar wordt gevoed door regenwater, maar van onderen door kaliumrijke bronnen, die ook voortdurend koolzuurgas in het meer brengen. Dat blijft in de onderste regionen in oplossing door de druk die wordt uitgeoefend door het bovenliggende waterpakket. Wanneer de druk in dat bovenste waterpakket wordt verminderd, kan - net als in een fles champagne die ontkurkt wordt - het koolzuurgas plotseling vrijkomen. De CO2-fonteinen die in 1986 optraden moeten zeker 10 m hoog hebben gespoten. Dat kan ook als de bovenste waterlaag door een ander proces wordt verstoord, zoals door een modderstroom over de helling (dat is waarschijnlijk wat in 1986 gebeurde). Het proces van ontgassing dat men heeft voorgenomen moet dan ook met grote voorzichtigheid worden uitgevoerd.

Referenties:
  • Clarke, T., 2001. Taming Africa's killer lake. Nature 409, p. 554-555.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel ' CO2-meer Kameroen wordt aangepakt met plastic buis' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (17 februari 2001).

Afbeelding uit: http://www.biology.lsa.umich.edu/~gwk/research/nyos.html

155 Griekenland leed 4,2 miljoen jaar geleden onder strenge winter
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Uit tal van paleoklimatologische onderzoeken hebben we inmiddels een aardig nauwkeurig beeld weten te krijgen van de temperatuurfluctuaties in het geologische verleden. De verfijning die door steeds nauwkeuriger onderzoeksmethoden - en door het ontdekken van steeds meer typen gegevens - mogelijk is, leidt er nu zelfs toe dat er buitengewoon kortstondige fluctuaties kunnen worden vastgesteld. Je zou in die gevallen eigenlijk beter van paleometeorologische dan van paleoklimatologische reconstructies kunnen spreken.

Zo heeft een team onderzoekers van de Universiteit van Utrecht vastgesteld dat er 4.205.000 jaar geleden (het kan 10.000 jaar verschillen) een extreem koude winter moet zijn opgetreden in noordelijk Griekenland. Ze leiden dat af uit de Formatie van Ptolemais, een in zoetwater gevormd pakket waarin vrijwel uitsluitend een afwisseling van bruinkool- en mergellagen optreedt. Er komt echter 1 kleirijke laag in het pakket voor. Niet alleen wijkt deze laag af wat betreft zijn lithologie, maar hij doet dat ook ten aanzien van zijn fossielinhoud. Alleen in deze laag komen namelijk cysten voor van zoetwater-dinoflagellaten (een groep microorganismen); ze behoren tot de soorten Spiniferites cruciformis en Gonyaulax apiculata. Deze soorten zijn karakteristiek voor veel kouder oppervlakte water dan in de desbetreffende tijd (het begin van het Plioceen) op deze geografische breedte gewoonlijk voorkwam (in Noord-Griekenland was destijds sprake van een warm, vochtig klimaat).

Door een aantal sedimentologische, micropaleontologische, palynologische en geochemische karakteristieken te combineren, konden de onderzoekers onomstotelijk aantonen dat de laag met dinoflagellaten was afgezet in een ondiep meer. Tevens wijzen de gegevens uit dat zowel net onder als net boven de laag afzettingen voorkomen die op minder lage temperaturen wijzen. Op grond daarvan menen de onderzoekers dat de laag geen gevolg kan zijn van een echte klimaatfluctuatie, maar dat het moet gaan om een uitzonderlijke gebeurtenis, waarschijnlijk een extreem koude winter waarin dinoflagellaten die anders meer noordelijk leefden kans hebben gezien om verder naar het zuiden door te dringen.

Referenties:
  • Kloosterboer-van Hoeve, M.L., Steenbrink, J. & Brinkhuis, H., 2001. A short-term cooling event, 4.205 million years ago, in the Ptolemais Basin, northern Greece. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 173, p. 61-73.

156 Bijtkracht van Allosaurus biomechanisch bepaald
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

Hoe afschrikwekkend ze er ook uitzien, lang niet alle vleesetende sauriŽrs konden hard bijten. Dat blijkt uit een biomechanische analyse van de schedel (en in het bijzonder de samenhang tussen schedel en onderkaak) die Amerikaanse onderzoekers met nieuwe technieken hebben toegepast op een exemplaar van Allosaurus fragilis. Deze sauriŽr, waarvan in het Museon in Den Haag een fraai exemplaar staat tentoongesteld, leefde gedurende het Laat-Jura, ongeveer 150 miljoen jaar geleden.

Een aantal aardwetenschappers en biomedici heeft ten behoeve van onderzoek naar de bijtkracht van de Allosaurus in eerste instantie gebruik gemaakt van een vorm van tomografie die al geruime tijd in de industrie en de medische wetenschap wordt toegepast. Hierbij wordt de vorm het desbetreffende voorwerp (in dit geval de schedel van de sauriŽr) via een soort niet-destructieve scanning als het ware in zeer dunne plakjes opgenomen; ook de niet zichtbare delen (bijv. holten) kunnen zo worden waargenomen. Door vervolgens de 'plakjes' weer met elkaar te verbinden, ontstaat een nauwkeurig 3-D beeld. De onderzoekers zijn echter nog verder gegaan, en hebben op het zo verkregen beeld een eindige-elementen-analyse losgelaten, zoals die ook wel in de orthopedie wordt toegepast. Zo verkregen ze een netwerk van zeer kleine gebiedje waarin de schedel en kaak zijn opgedeeld. Op basis van deze gecomputeriseerde indeling konden de onderzoekers biomechanische berekeningen uitvoeren.

In combinatie met gegevens over de materiaaleigenschappen die de schedel van Allosaurus tijdens zijn leven gehad moet hebben, en uitgaande van de krachten die de spieren van de kaak theoretisch moeten hebben uitgeoefend, konden de onderzoekers zo de krachten berekenen waaraan alle onderdelen van de schedel van het dier blootgesteld moeten zijn geweest tijdens het grijpen van zijn prooi en het verorberen daarvan. Dit type onderzoek vergt veel rekenwerk en wordt daarom nog weinig gedaan; het is onder meer bekend van onderzoek naar letsels bij autobotsingen.

De aanvankelijke veronderstelling was dat Allosaurus een bijtkracht moet hebben gehad die vergelijkbaar is met die van Tyrannosaurus rex. Het was immers een jager met meer dan 80 messcherpe tanden die op dolken lijken. Bovendien is uit sporen op de tanden bekend dat deze soort zeer grote sauriŽrs als prooi had, zoals Apatosaurus (beter bij het publiek bekend onder zijn oude naam Brontosaurus). De werkelijkheid blijkt minder dramatisch: Allosaurus had zeker niet de bijtkracht van Tyrannosaurus, en evenmin die van een recente alligator (Alligator missippiensis). Veeleer moet worden gedacht aan een bijtkracht zoals die van een wolf.

De schedel was volgens de berekeningen niettemin bestand tegen zeer grote krachten. De onderzoekers menen op basis van de bouw dat Allosaurus zijn prooi op een vergelijkbare wijze ving als de Komodo-varaan: hij greep zijn prooi ergens in de weke delen, en trok zijn tanden daar met grote kracht doorheen, zodat zeer grote wonden ontstonden waardoor de prooi als gevolg van bloedverlies snel verzwakte of zelfs stierf.

Referenties:
  • Erickson, G.M., 2001. The bite of Allosaurus. Nature 409, p. 967-968.
  • Rayfield, E.J., Norman, D.B., Horner, C.C., Horner, J.R., Smith, P.M., Thomason, J.J. & Upchurch, P., 2001. Cranial design and function of a large theropod dinosaur. Nature 409, p. 1033-1037.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Scans wijzen uit dat Allosaurus geen doorbijter was' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (10 maart 2001).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl