NGV-Geonieuws 124

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 September 2006, jaargang 8 nr. 17

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 716 Lichaamstemperatuur van dino’s steeg gedurende groei
  • 717 Tientallen exemplaren ontdekt van 'bijna-recente' vogel uit Vroeg-Krijt
  • 718 Alpengletsjers verdwijnen mogelijk vrijwel geheel binnen 100 jaar
  • 719 Het oudste weekdier zonder harde delen
  • 720 Geel ijs nabij Noordpool moet geheimen van Jupiters maan Europa ontsluieren

    << Vorige uitgave: 123 | Volgende uitgave: 125 >>

716 Lichaamstemperatuur van dino’s steeg gedurende groei
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Wellicht hebben de sauriërs de grootst mogelijke omvang bereikt. Onderzoek wijst namelijk uit dat de lichaamstemperatuur samenhing met de lichaamsgrootte. Niet alleen hadden kleine soorten een lagere temperatuur dan grote soorten, maar ook steeg de temperatuur gedurende de groei van een individu. Zo moet de temperatuur van Sauroposeidon proteles, een reus die in volwassen toestand een gewicht bereikte van zo’n 50 ton, ongeveer 48 °C hebben bedragen. Dat ligt zeer dicht bij de temperatuur waarbij eiwitten uit het lichaam worden afgebroken.


De enorme Sauroposeidon proteles moet een lichaamstemperatuur van bijna 48 °C hebben gehad

De hoge temperatuur verklaart ook waarom de grote sauriërs zo actief bezig konden zijn. Hoewel de extreme activiteit, zoals die in bijv. films zoals Jurassic Park wordt getoond, overdreven lijkt, moeten ze wel degelijk heel actief zijn geweest. Zouden ze een temperatuur van 35-40 °C hebben gehad, dan zouden de grootste sauriërs waarschijnlijk een activiteitsniveau hebben gehad dat vergelijkbaar is met dat van de huidige zoogdieren, maar hun activiteit moet hoger zijn geweest.

Het verband tussen temperatuur en grootte (en groeisnelheid) kon worden vastgesteld door onderzoek van de groeiringen in onlangs gevonden fossiel materiaal van acht dinosoorten: Syntarsus rhodesiensis, Psittacosaurus mongoliensis, Apatosaurus excelsus, Tyrannosaurus rex, Despletosaurus torosus, Gorgosaurus libratus, Albertosaurus sarcophagus en Massospondylus carinatus. Deze soorten liepen in gewicht uiteen van ca. 15 tot ca. 26.000 kg.


Albertosaurus, een van de onderzochte dino’s

Wanneer de reptielen uit het ei kropen, was hun temperatuur relatief laag. Gedurende hun groei nam die toe. Voor relatief kleine dino’s, die een gewicht bereikten van zo’n 300 kg, steeg de lichaamstemperatuur geleidelijk met zo’n 2-3 °C, maar voor grote soorten die zo’n 27 ton zwaar konden worden was dat wel 20 °C. Een dergelijke temperatuurverandering gedurende de groei van een individu is onbekend uit de recente dierenwereld. De ongelijkheid in lichaamstemperatuur tussen de diverse dinosoorten moet ook grote invloed hebben gehad op hun leefgewoonten en gedrag. Een temperatuurverschil van 10 °C blijkt nu namelijk te resulteren in een ongeveer driemaal zo snelle reproductie (en daaraan gekoppelde ‘bevolkingsdichtheid’, maar ook in een groot verschil in ouderdom.


Daspletosaurus torosus lijkt veel op Tyrannosaurus rex, maar was ongeveer half zo groot


Syntarsus was een kleine dinosauriër

Men heeft lang gemeend dat dino’s koudbloedig waren, en dat hun stofwisseling laag was. Ze zouden de zon nodig hebben gehad om zodanig op te warmen dat ze activiteiten konden ontplooien. Zo’n 40 jaar geleden kwam men echter tot de overtuiging dat dino’s mogelijk warmbloedig waren, met een constante hoge lichaamstemperatuur. Nu hangen veel paleontologen weer de mening aan dat dino’s toch koudbloedig waren, maar dat ze hun warmte zo langzaam afstonden dat ze toch temperaturen in dezelfde orde van grootte als vogels en zoogdieren behielden. Op basis van de nu gepresenteerde gegevens lijkt ook dat beeld weer te moeten worden bijgesteld: dino’s lijken toch warmbloedig te zijn geweest.

Referenties:
  • Gillooly, J.F., Allen, A.P. & Charnov, E.L., 2006. Dinosaur fossils predict body temperatures. PloS Biology 4 (8), e248 (3 pp).

717 Tientallen exemplaren ontdekt van 'bijna-recente' vogel uit Vroeg-Krijt
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 !

Een Chinees-Amerikaans team heeft in China zo’n 40, deels vrijwel complete, skeletten opgegraven van de vogel Gansus yumenensis. De vondst werd gedaan in gesteenten die ongeveer 110 miljoen jaar geleden (Vroeg-Krijt) werden gevormd in een meer nabij de huidige stad Changma, in het noordwesten van de provincie Gansu. De vogels werden gevonden in de Xiagou-Formatie, die zo’n 5-15 miljoen jaar jonger is dan de gesteenten in de (bijna 2000 km verderop gelegen) provincie Liaoning, waaruit zoveel gevederde dinosauriërs en primitieve vogels tevoorschijn zijn gekomen.


Bijna compleet exemplaar (IG-04-CM-004) van Gansus yumenensis, met (donkerbruin) afdrukken van de veren bij de vleugelbotten


Detail van de poten (exemplaar IG-04-CM-008), met zwemvliezen tussen de tenen

Alle recente (en sommige uitgestorven) vogels behoren tot de Ornithurae. De oudst bekende vertegenwoordigers van dat taxon stamden tot nu toe van 99 miljoen jaar geleden (Laat-Krijt). Omdat ook Gansus tot dit taxon behoort, vertegenwoordigen de gevonden skeletten nu de oudst bekende vertegenwoordigers van deze groep van 'recente' vogels.


De leiders van het onderzoeksteam, Hai-lu You en Matt Lamanna, in de groeve bij Changma, met diverse fossiele resten op de voorgrond


Vindplaats van de fossiele vogels (illustratie: Mark Klingler)


Reconstructie (door Mark Klingler) van het skelet (grijze fragmenten zijn geïnterpreteerd)


Reconstructie (door Mark Klingler) van Gansus yumenensis

De gevonden fossielen zijn deels uitstekend bewaard gebleven. Zo zijn er onder meer afdrukken van de veren te zien. Ook is duidelijk dat Gansus zwemvliezen had, zodat hij aangepast moet zijn geweest aan een leven in het water. De onderzoekers speculeren nu reeds dat mogelijk alle recente vogels afstammen van voorouders die ten minste een deel van hun leven in het water doorbrachten. Ze beschouwen Gansus ook als een 'missing link' in de evolutie van de vogels, omdat er uit het Mesozoïcum nauwelijks andere fossiele vogels bekend zijn die tot de Ornithurae behoren. Tot nu toe was er één incompleet stuk van een achterpoot van Gansus bekend, en daar was niet veel uit af te leiden. Door het grote aantal nu gevonden skeletten en de goede staat waarin veel daarvan verkeren, kan nu echter een reconstructie met een grote mate van details worden gemaakt. Zo blijkt dat Gansus sterk op de huidige eenden moet hebben geleken. Belangrijker is echter dat de aangetroffen fossielen veel meer duidelijk maken over de evolutionaire overgang van vleesetende dino’s naar de huidige vogels.

Referenties:
  • You, H.-l., Lamanna, M.C., Harris, J.D., Chiappe, L.M., O’Connor, J., Ji, S.-a., Lü, J.-c., Yuan, C.-x., Li, D.-q., Zhang, X., Lacovara, K.J., Dodson, P. & Ji, Q., 2006. A nearly modern amphibious bird from the Early Cretaceous of Northwestern China. Science 312, p. 1640-1643.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Matt Lamanna, Carnegie Museum of Natural History, Pittsburg, PA (Verenigde Staten van Amerika).

718 Alpengletsjers verdwijnen mogelijk vrijwel geheel binnen 100 jaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Gedurende de laatste 150 jaar zijn bijna alle ijskappen en gletsjers in de Alpen aanzienlijk in omvang afgenomen. Dat wordt gewoonlijk toegeschreven aan de temperatuurstijging die sinds de Industriële Revolutie is opgetreden: gletsjers zijn heel gevoelig voor temperatuurschommelingen. Ook de hoeveelheid neerslag bepaalt in sterke mate hun uitbreiding of inkrimping.

Het IPCC (International Panel of Climate Change), een onder auspiciën van de VN opererende onderzoeksgroep - die overigens ook felle tegenstanders kent omdat de onderzoeksresultaten politiek gemanipuleerd zouden worden - voorspelt dat de zomertemperatuur binnen een eeuw waarschijnlijk 1-5 °C zal stijgen, en dat de neerslag met 20-30% zal afnemen. Dat zou grote consequenties kunnen hebben voor de Alpengletsjers, en die consequenties zijn door een team van de Universiteit van Zürich - op basis van modellen - uitgerekend.


Afname van de ijsoppervlakte in de Alpen

De belangrijkste uitkomsten van die studie zijn dat afsmelting van de gletsjers als gevolg van een stijging van de temperatuur gecompenseerd zouden kunnen worden door een toename van de hoeveelheid neerslag. Voor elke graad dat de zomertemperatuur stijgt, zou de neerslag echter met niet minder dan 25% moeten toenemen. Dat lijkt uitgesloten, ook al omdat het IPCC juist een daling van de hoeveelheid neerslag voorspelt. Het is dus zeer waarschijnlijk dat de Alpengletsjers steeds verder zullen afsmelten.

Zo’n 150 jaar geleden bedekte ijs zo’n 4000-4500 km2 van de Alpen. Dertig jaar geleden was dat al afgenomen tot een totale oppervlakte van iets meer dan 2900 km2; er waren toen nog ruim 5000 gletsjers in de Alpen. Sindsdien is de afsmelting versneld doorgegaan, en nu is er nog maar iets meer dan 2000 km2 ijs over; gedurende de extreem warme zomer van 2003 smolt zelfs zo’n 5-10% van al het toen nog aanwezige ijs weg.

Als de zomertemperatuur met het gemiddelde van de door de IPCC voorspelde waarde (1-5 °C) zou stijgen, dus met 3 °C, dan zou - volgens de onderzoekers - de omvang van de Alpengletsjers met nog eens 80% afnemen voor het einde van deze eeuw. Zou de temperatuurstijging maximaal zijn (5 °C), dan zou het ijs in 2100 zelfs vrijwel geheel zijn verdwenen. Alleen van de grootste gletsjers (zoals de Grote Aletsch Gletsjer in Zwitserland) zouden er dan mogelijk nog wat restanten zijn overgebleven.


De Rhônegletsjer in 1850


De Rhônegletsjer in 1985

Een en ander heeft uiteraard grote maatschappelijke consequenties. Voor de drinkwatervoorziening, maar niet minder voor het toerisme. Daarom zouden volgens de onderzoekers op korte termijn maatregelen moeten worden genomen om de nadelige gevolgen van de afsmelting te minimaliseren. Daarbij dient echter wel te worden aangetekend dat de door het IPCC voorspelde temperatuurstijging veel groter is dan de temperatuurstijging die in de 20e eeuw heeft plaatsgevonden. Omdat bovendien juist in de 20e eeuw de industriële ontwikkeling een hoogtepunt beleefde en we nu lijken toe te gaan naar een minder energie slurpende postindustriële samenleving, hoeft de toekomst van de Alpengletsjers mogelijk echter niet zo zwart te worden ingezien als de onderzoekers aangeven.

Referenties:
  • Zemp, M., Haeberli, W., Hoelzle, M. & Paul, F., 2006. Alpine glaciers to disappear within decades? Geophysical Research Letters 33, L13504, doi:10.1029/2006GL026319.

Grafiek: Department of Geography, University of Zurich (Zwitserland).

719 Het oudste weekdier zonder harde delen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Mollusken (weekdieren) zijn al bekend vanaf het Cambrium. Nu blijkt dat er in het Midden-Cambrium ook een mollusk voorkwam zonder kleppen. Het gaat om Odontogriphus omalus, een dier waarvan tot nu toe onduidelijk was hoe hij in het dierenrijk moest worden ingepast. De onduidelijke affiniteit met andere dieren was niet verwonderlijk, want er was tot voor kort slechts één exemplaar beschreven (1976) en dat ging om een slecht gepreserveerd exemplaar dat meer dan 60 jaar eerder was gevonden.


Compleet exemplaar van Odonogriphus omalus. © Caron et al. 2006 Nature

Medewerkers van het Royal Ontario Museum en van het Woods Hole Oceanographic Institution hebben nu echter vastgesteld dat het om een mollusk moet gaan. Ze konden dat doen aan de hand van 189, deels zeer goed geconserveerde, exemplaren die door medewerkers van het Museum gedurende 15 jaar zijn verzameld in de Burgess Shale. Dat is een pakket van 505 miljoen jaar oud (Midden-Cambrium) in British Columbia (Canada), dat tal van bijzondere fossielen herbergt, en dat daarom inmiddels door de UNESCO tot World Heritage Site (locatie van werelderfgoed) is geplaatst.


Schematisch model van Odontogriphus. Gewijzigd naar © Caron et al. 2006 Nature

De nieuwe exemplaren zijn tot 12 cm lang en 4 cm breed. Het sterk afgeplatte lichaam had een ovale vorm en bezat talrijke op kieuwen lijkende maar simpele structuren rondom een 'voet' aan de onderzijde van het dier. In tegenstelling tot recente mollusken had het dier geen schelpen, maar het blijkt wel een radula te hebben gehad. Dat is een gespecialiseerd hulpmiddel ten behoeve van het eten, dat ook alleen van mollusken bekend is. Het gaat daarbij om een apparaat dat bestaat uit korte rijen van kleine tandachtige elementjes.

De radula van Odontogriphus omalus blijkt vrijwel identiek aan die van Wiwaxia corrugata, een ander fossiel uit de Burgess Shale, waarvan evenmin duidelijk was tot welke diergroep het behoorde (dit organisme is onlangs geïnterpreteerd als een borstelworm). Volgens deskundigen is het niet onmogelijk dat beide organismen afstammen van een gezamenlijke Precambrische voorouder, wellicht Kimberella. Dat zou de herkomst van de mollusken terugvoeren naar minimaal 560 miljoen jaar geleden.


Taxonomische positie en voorkomen in de tijd van Odontogriphus. © Caron et al. 2006 Nature


Artistieke impressie van Odontogriphus (lila) in zijn natuurlijke milieu

De vondst van de talkrijke exemplaren van Odontogriphus maakt nu duidelijk dat het gaat om dieren die 'graasden' op de zeebodem (waarschijnlijk vormden een soort matten van microorganismen hun voedsel), en dat de mollusken al relatief ver ontwikkeld waren 18 miljoen jaar voordat de 'cambrische explosie' van dieren met harde bestanddelen plaatsvond. Toen eenmaal de zee vol met 'gepantserde' dieren zat, waren de dieren zonder schaal waarschijnlijk de gemakkelijkste prooi voor de mariene roofdieren van toen; dat zou hun spoedige uitsterven verklaren.

Referenties:
  • Bengtson, S., 2006. A ghost with a bite. Nature 442, p. 146-147.
  • Caron, J.-B., Scheltema, A., Schander, C. & Rudkin, D., 2006. A soft-bodied mollusc with radula from the Middle Cambrian Burgess Shale. Nature 442, p. 159-163.

Figuren (behalve artistieke impressie) welwillend ter beschikking gesteld door Jean-Bernard Caron, Department of Natural History-Palaeobiology, Royal Ontario Museum, Toronto (Canada).

720 Geel ijs nabij Noordpool moet geheimen van Jupiters maan Europa ontsluieren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op 21 juni is een expeditie begonnen naar Borup Fjord Pass, op Ellesmere Island in het hoge noorden van Canada (9° ten zuiden van de noordpool). De bedoeling is om daar meer te weten te komen over de omstandigheden op Europa, een maan van Jupiter. Die maan lijkt te worden gekarakteriseerd door het veelvuldig voorkomen van zwavel, maar ook door de bevroren toestand, waarbij waarschijnlijk veel ijs met een watersamenstelling aanwezig is.


Uitstromend zwavelhoudend water komend uit een horizontale gang in het ijs heeft een 4 m lange ‘ijspegel’ van zwavel, gips en ijs opgebouwd

In 1990 merkte Benoit Beauchamp tijdens een vlucht over de Borup Fjord Pas op Ellesmere Island op dat het ijs daar plaatselijk geel gekleurd was. Hij vertelde dat in 1999 aan Stephen Grasby, toen beiden voor veldwerk in de buurt aan de slag waren. Grasby was geïntrigeerd en de beide onderzoekers besloten de plaats van de gele vlek te bezoeken. Ter plaatse bleek al snel dat de gele kleur een gevolg was van zwavelhoudend water dat uit een bron bovenop de gletsjer stroomde, en waaruit de zwavel in de directe nabijheid neersloeg. Ze keerden beiden ook nog in 2000 en 2001 naar Borup Fjord Pas terug, zonder echter specifieke aandacht aan het opvallende verschijnsel te schenken.


Satellietopname van Ellesmere Island met de locatie van Borup Fjord Pas

Grasby kreeg echter een artikel onder ogen over Europa, de maan van Jupiter, waarvan foto’s een vergelijkbaar beeld te zien geven. Dat bracht hem op het idee om na te gaan of in het gebied op Ellesmere Island wellicht omstandigheden heersen die vergelijkbaar zijn met die op Europa. En net zoals op Aarde plaatsen worden gezocht die (mogelijk) vergelijkbaar zijn met die van Mars - en die dus kunnen helpen om onderzoek daar (bijv. naar het voorkomen van leven) voor te bereiden - zo vroeg Grasby zich af of het met zwavel bedekte ijs bij Borup Fjord Pas geen onderzoek waard was om vast te stellen of het gebied als analogon voor Europa kan worden gebruikt.

Medewerkers van het Jet Propulsion Laboratory, dat bij veel ruimteonderzoek is betrokken, stellen zich er veel van voor. De tijd lijkt niet ver meer dat er langdurig een ruimtevaartuig zeer dicht om Europa zal cirkelen of er zelfs op zal landen, en het onderzoek dat dan zal worden uitgevoerd kan waarschijnlijk in hoge mate van voorbereidend werk op Ellesmere Island profiteren. Hoewel het in beide gevallen gaat om zwavelverbindingen, zouten en ijs wil dat natuurlijk overigens nog niet zeggen dat het gaat om exact gelijke chemische condities.


Op luchtfoto’s is de gele verkleuring van het ijs goed te zien


Een felle gele kleur is het gevolg van de neergeslagen zwavel

De expeditie naar Borup Fjord Pas vereiste veel organisatie. De reis erheen gaat achtereenvolgens met lijnvliegtuig, lokaal chartervliegtuig en helikopter, want het onherbergzame gebied is nauwelijks begaanbaar. Een van de aandachtspunten is de uitstoot van zwavel. Er blijken tientallen bronnen van zwavelhoudend water te zijn, maar die werken onregelmatig. Waarom de bronnen onregelmatig zijn, en waar de zwavel vandaan komt, is vooralsnog onbekend. Lang niet alles zal kunnen worden onderzocht op deze kleine (4 man sterke) expeditie. Als de resultaten veelbelovend zijn, kan er hopelijk een grotere expeditie komen waarbij ook geofysisch onderzoek kan worden uitgevoerd. Dat zou voor het inzicht in de omstandigheden op Europa van grote betekenis kunnen zijn.

Referenties:
  • Arctic Institute of North America, 2006. Arctic expedition will investigate alien-like glacier. Persbericht 13 juni 2006, 2 blz.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Stephen E. Grasby, Arctic Institute of North America, University of Calgary, Calgary (Canada).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl