NGV-Geonieuws 134

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Maart 2007, jaargang 9 nr. 3

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 781 'Crisissoorten' bloeiden (letterlijk) bij massauitsterving op einde Trias
  • 782 Een dinodubbeldekker
  • 783 Zeeniveau stijgt langzamer dan in eerste helft vorige eeuw
  • 784 Zilver in Columbus' nederzetting kwam uit Spanje
  • 785 Leuk boekje over Nederlandse ondergrond gratis verkrijgbaar
  • 786 Soufričre weer actief
  • 787 Aarde koelde 8200 jaar geleden plotseling in twee stappen af
  • 788 Bestaan van asthenosfeer verklaard
  • 789 Zoeken naar leven op Mars kan het best via fossielen
  • 790 Stenen werktuigen waarschijnlijk niet door de mens uitgevonden

    << Vorige uitgave: 133 | Volgende uitgave: 135 >>

781 'Crisissoorten' bloeiden (letterlijk) bij massauitsterving op einde Trias
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op de grens tussen Trias en Jura trad een massauitsterving op waarvan de oorzaak nog niet echt duidelijk is. De twee meest aangehangen hypotheses gaan uit van hetzij een ernstige verstoring van het ecologisch evenwicht door het uitvloeien van zeer grote hoeveelheden basalt, of van een verstoring van de natuur door het vrijkomen van grote hoeveelheden CO2 door het uiteenvallen van gashydraten.


Micrhystridium microspinosum, een 'crisissoort'

Wat de precieze oorzaak ook moge zijn, bekend is dat er tijdens de massauitsterving een zeer hoge CO2concentratie in de atmosfeer aanwezig was, en dat er een abnormale verhouding was tussen de koolstofisotopen C-12 en C-13. De koolstofcyclus was dus duidelijk in de war, en het leven reageerde daarop. Onderzoek van microfossielen uit mariene gesteenten in Engeland, die de grens Trias/Jura omvatten, geven een interessant inzicht in verschijnselen die met de massauitsterving verband houden.

Zo blijkt dat soorten nannoplankton met een kalkskeletje voor een deel uitstierven, en voor een ander deel misvormde skeletjes hadden. Daarentegen waren er echter ook profiteurs van het gebeuren: bepaalde soorten groenalgen, die een wand hebben van organisch materiaal, hadden van de nieuwe omstandigheden niets te lijden. Integendeel, ze bloeiden helemaal op. Letterlijk, want er was sprake van algenbloei op grote schaal, zoals die ook in Nederland bij bijzondere omstandigheden (langdurige warmte waardoor veel zuurstof uit het water verdwijnt) wel in meren en plassen optreedt. In een enkel geval bleken deze 'crisissoorten' zelfs meer dan 70% van de onderzochte microfossielen uit te maken.


Pleurozonaria wetzelii, eveneens een 'crisissoort'

De omstandigheden waaronder deze 'fossiele algenbloei' optrad zijn de onderzoekers op verschillende manieren nagegaan, onder meer door onderzoek van de verhouding tussen zuurstofisotopen, en door het bepalen van de verhouding tussen de concentraties magnesium en calcium, en die van strontium en calcium in de schalen van oesters. Het onderzoek wijst erop dat in het onderzochte gebied, dat destijds een ondiep zeebekken vormde, een gelaagdheid in het water optrad als gevolg van verschillen in zoutgehalte. Mede daardoor ontstond in de zee een gebrek aan zuurstof, waardoor veel soorten uitstierven.

Volgens de onderzoekers bestaat er in diverse opzichten een grote gelijkenis met de (veel grotere) massauitsterving die plaatsvond op de grens tussen Perm en Trias. ook toen was er sprake van vergelijkbare (uitzonderlijke) verhoudingen tussen de koolstofisotopen, er trad ook een gebrek aan zuurstof in zee op, plankton met kalkschaaltjes werd er zwaar door getroffen, maar ook waren er 'crisissoorten' bij de groenalgen die tot grote bloei kwamen.


Enkele coccolithophoriden uit het bovenste Trias van Oostenrijk,
alle uitgestorven op de Trias/Jura-grens (foto Paul Brown)

Mede omdat ook bij de P/T-grens sprake was van een hoge concentratie CO2 in de atmosfeer, suggereren de onderzoekers dat de plotselinge sterke uitbreiding van dit soort organismen wel eens een verschijnsel zou kunnen zijn dat een direct gevolg is voor een dergelijk hoge koolzuurgasconcentratie in zowel de atmosfeer als de oceaan.

Referenties:
  • Schootbrugge, B. van de, Tremolada, F., Rosenthal, Y., Bailey, T.R., Feist-Burkhardt, S., Brinkhuis, H., Pross, J., Kent, D.V. & Falkowski, P.G., 2007. End-Triassic calcification crisis and blooms of organic-walled ‘diasaster species’. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 24, p. 126-141.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Bas van de Schootbrugge, Institut für Geologie und Paläontologie, Johann Wolfgang Goethe Universität, Frankfurt (Duitsland).

782 Een dinodubbeldekker
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een nieuwe vondst van de gevederde dinosauriër Microraptor gui, in gesteenten van ongeveer 125 miljoen jaar oud, wijst op een heel andere manier van vliegen dan eerder werd aangenomen. Overigens is de term 'vliegen' hier niet geheel op zijn plaats: de gevederde dinosauriërs, die beschouwd kunnen worden als de voorlopers van de vogels, kozen weliswaar (althans in sommige gevallen) het luchtruim, maar dat gebeurde dan in de vorm van een glijvlucht, vergelijkbaar met de manier waarop de huidige vliegende eekhoorns en vliegende vissen vanaf een relatief hoog punt (bij de eekhoorns bomen, bij de vissen golftoppen) omlaag zeilden.


Het fossiel van Microraptor gui

Het bijzondere aan Microraptor gui is dat hij niet alleen vleugels had waar zijn voorouders voorpoten hadden, maar dat ook zijn achterpoten zodanig met veren waren bezet dat ook die achterpoten, waarop hij wel kon lopen, ook als vleugels dienst konden doen. Op basis van de fossiele restanten die eerder werden gevonden, werd aangenomen dat het dier die vleugels bij zijn glijvluchten achter elkaar hield, zoals bijvoorbeeld ook een libelle dat doet. De nieuwe vondst, die meer details laat zien, maakt een andere manier aannemelijk. M. gui zou de vleugels van de achterpoten niet achter, maar onder zijn 'normale' vleugels hebben gehouden. Daardoor ontstond dus een soort dubbeldeksvliegtuig, dat wat betreft de aërodynamische karakteristieken vergelijkbaar was met de dubbeldekkers die de gebroeders Wright in het begin van de luchtvaart gebruikten.


De van vier vleugels voorziene dino vergeleken met de 'Flyer'
van de gebroeders Wright (1903). Microraptor gui was hun
125 miljoen jaar voor (Tekening Jeff Martz).

Deze nieuwe interpretatie is gebaseerd op analyse van de verbindingen tussen de botten van de achterpoten en de asymmetrische oriëntatie van de veren op die achterpoten. Volgens de onderzoekers zouden die erop wijzen dat er bij een 'libellenvlucht' onvoldoende lift kan zijn geweest om een glijvlucht te maken; bovendien zou het dier zijn achterpoten dan zijwaarts moeten hebben uitgestrekt bij de glijvlucht, en het skelet maakt dat onwaarschijnlijk. De onderzoekers wijzen er in dit verband ook op dat de vogels evenmin hun poten opzij uitstrekken (wat bij de vleugels wel het geval is). Als Microraptor zo was gebouwd dat hij inderdaad zijn achterpoten bij de vlucht opzij kon uitstrekken, dan zou hij nauwelijks op de grond hebben kunnen lopen. Daarentegen zou een 'dubbeldekkervlucht' wel voldoende lift hebben gegeven, en zou ook het lopen geen problemen hebben opgeleverd.


De onderzoeksleider Sankar Chatterjee

Om na te gaan of de hypothese van een dubbeldekker redelijk is, werd op de computer een simulatievlucht van M. gui uitgevoerd. Daarbij bleek dat het dier tijdens zijn glijvlucht licht golvend op en neer moet zijn gegaan: ideaal voor een glijvlucht tussen bomen. Deze bevinding lijkt van belang in de 'strijd' die wordt gevoerd over het hoe en waarom van de veren bij dinosauriërs. Eén stroming zegt dat de veren zich ontwikkelden bij dino’s die op de grond leefden, en die van die toevallige evolutionaire ontwikkeling gebruik maakten om het luchtruim te kiezen. De andere stroming stelt dat de veren zich ontwikkelden bij dino’s die in bomen leefden, en die zo extra mogelijkheden kregen om een prooi te bereiken of zelf aan een vijand te ontkomen. Die laatste hypothese lijkt nu waarschijnlijker.

Referenties:
  • Chatterjee, S. & Templin, R.J., 2007. Biplane wing form and flight performance of the feathered dinosaur Microraptor gui. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 1577-1580.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Sankar Chatterjee, Department of Geosciences, Museum of Texas Tech University, Lubbock, TX (Verenigde Staten van Amerika).

783 Zeeniveau stijgt langzamer dan in eerste helft vorige eeuw
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De opwarming van de aarde en de daarmee samenhangende stijging van de zeespiegel zijn onderwerpen die overal in de belangstelling staan. Daarvan wordt vooral door politici handig gebruik gemaakt. Onder meer om persoonlijk enorme sommen geld binnen te halen en om meer politieke macht te krijgen (bijv. Al Gore, die 120.000 dollar vraagt voor een lezing waarin hij wetenschappelijk onhoudbare doemscenario’s preekt, en die persoonlijk 100 maal meer energie verbruikt dan de gemiddelde Nederlander), of om nieuwe belastingen in te voeren of bestaande belastingen te verhogen (Nederland). Steeds opnieuw blijkt dat daarbij de wetenschappelijke feiten van geen enkel belang zijn.


Sterke duinafslag (hier in de Borough of Harvey Cedars) wordt niet veroorzaakt
door zeespiegelstijging, maar door golfslag die door stormen wordt opgewekt bij hoogwater

Zo wordt alom verkondigd dat de gemiddelde temperatuur op aarde steeds sneller stijgt (terwijl die al jaren juist daalt) en dat de zeespiegelstijging steeds sneller verloopt. Ook die laatste bewering is onjuist, en dat is opnieuw, in een studie over langdurige ontwikkelingen bevestigd. Bij deze studie zijn gegevens van de 9 meest nauwkeurige waarnemingsstations op aarde gebruikt, voor de periode waarin daar gegevens over de zeespiegelstand werden verzameld. Het betreft stations bij New York (1856-2003), Key West (1913-2003), San Diego (1906-2003), Balboa (1908-1996), Honolulu (1905-2003), Cascais (1882-1993), Newlyn (1915-2004), Triest (1905-2004) en Auckland (1903-2004).


Verdronken bomen in Norfolk wijzen op een stijgende grondwaterspiegel door lokale zeespiegelstijging

Over de genoemde periodes werd niet alleen de totale zeespiegelstijging gemeten, maar ook de gemiddelde stijging per intervallen (steeds een jaar opschuivend) van 10 jaar, waardoor kleine, kortstondige fluctuaties het beeld niet vertroebelden. Om niettemin aan die fluctuaties de vereiste aandacht te schenken, werden ook de afwijkingen per jaar van het gemiddelde van de tienjaarlijkse perioden bepaald. Zo ontstond een beeld waaruit gedetailleerd naar voren komt hoe snel de zeespiegel stijgt, of die stijging regelmatig plaatsvindt of niet, en hoe kortstondige fluctuaties het beeld van de gemiddelde stijging vertroebelen.


De locaties waar de waarnemingen zijn verricht

Als eerste belangrijke uitkomst blijkt dat de zeespiegel in de honderd jaar van 1904-2003 gemiddeld over alle stations in totaal 174 mm is gestegen (dat verschilt iets per station, omdat de zee onder meer zich iets verplaatsende 'bulten' en 'dalen' kent). Die stijging van 1,74 mm per jaar is echter een gemiddelde; er bestaan behoorlijke uitschieters. Zo traden maximale stijgingen op in de tienjaarlijkse perioden rondom 1980 (5,31 mm per jaar) en rondom 1939 (4,68 mm per jaar). Daarentegen waren er ook tijden dat de zeespiegel niet steeg maar juist daalde, met maximale dalingen in de tienjaarlijkse perioden rondom 1964 (daling van 1,49 mm per jaar) en rondom 1987 (daling 1,33 mm per jaar).


De afwijkingen van de gemiddelde zeespiegelstijging blijkt groot

Als de hele periode van 1904-2003 wordt bekeken, blijkt dat er weliswaar sprake is van een gemiddelde stijging (van 1,74 mm per jaar), maar dat de fluctuaties in het tempo van de stijging zeer groot zijn. Opvallend daarbij is echter dat de stijging in de eerste helft van de onderzoeksperiode (1904-1953) aanzienlijk sneller ging (2,03 mm per jaar) dan in de tweede helft (1954-2003), waarin de stijging gemiddeld 1,45 mm per jaar bedroeg.


De zeepiegelstijging gedurende de afgelopen 100 jaar

Er is dus duidelijk sprake van een afnemende snelheid van zeespiegelstijging, in tegenspraak tot wat het International Panel on Climate Change (IPCC) voortdurend beweert.

Referenties:
  • Holgate, S.J., 2007. On the decadal rates of sea level change during the twentieth century. Geophysical Research Letters 34, doi:10.1029/2006GL028492, 4 pp.

784 Zilver in Columbus' nederzetting kwam uit Spanje
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen !

Na Columbus' reis waarop hij als eerste Spanjaard Amerika bereikte, keerde hij op een tweede expeditie weer terug naar Amerika. Daar stichtte hij in 1494 aan de noordkust van wat nu de Dominicaanse Republiek is, een nederzetting, La Isabela. In die nederzetting bleven ca. 1500 man achter om te zoeken naar de edele metalen waarvan het nieuw ontdekte continent volgens geruchten zo vol zou zijn. Archeologen die La Isabela in de tachtiger en vroege negentiger jaren onderzochten, ontdekten daar zilvererts, en algemeen werd aangenomen dat de Spanjaarden dat erts in Amerika hadden gevonden. Het zou het oudste bewijs zijn van geslaagde winning van edele metalen door Europeanen in de Nieuwe Wereld.


Luchtfoto van de deels gerestaureerde
nederzetting La Isabela
(foto J.M. Cruxent)


Onderzoekers Kathleen Deagan en José
Cruxent bij de fundamenten van de alhondiga
(foto James Quine)


De werkelijkheid blijkt anders. Analyse van de ertsmonsters toont namelijk aan dat het erts uit Spanje afkomstig is. De onderzoekers vermoeden dat het door de Spanjaarden was meegenomen om het te kunnen vergelijken met erts dat ze in Amerika hoopten te vinden. De exploratie naar edele metalen was de Spanjaarden uit La Isabela echter niet goed afgegaan. Ze vonden niets en besloten in 1497 de nederzetting te verlaten. Daarbij wilden ze echter alles van waarde meenemen, en daartoe behoorde zeker het zilver dat ze zelf in de vorm van erts uit Spanje hadden meegebracht.


Brokjes galeniet en stukjes lood die in La Isabela werden gevonden
(foto James Quine)


Het ziet ernaar uit dat de Spanjaarden La Isabela niet via de zee wilden verlaten, maar verder het continent in wilden trekken. Het zilvererts zou daarbij een groot probleem opleveren, want er was een behoorlijke hoeveelheid meegenomen. Daarom werd besloten om - met primitieve metallurgische technieken - het zilver uit het erts af te scheiden. Daartoe moet veel werk zijn verzet, want bij het archeologisch onderzoek werd ongeveer 50 kg zilvererts in de vorm van galeniet (loodglans, PbS) gevonden, in combinatie met ongeveer 100 kg slakken. Dit materiaal werd aangetroffen bij een primitieve smeltoven nabij de 'alhondiga', een gebouw waarin goederen bestemd voor de koning werden opgeborgen en beschermd.


Smeltkroes (ca. 2,5 cm hoog) uit La Isabela
(foto James Quine)

De slakken bleken bij analyse te bestaan uit loodsilicaat. Omdat loodsilicaat verder nauwelijks bruikbaar is, en onder meer musketkogels van lood werden gemaakt, leek dit een verspilling van lood. Pas toen bleek bij nader onderzoek dat er ook enig zilver in de slakken aanwezig was, waardoor duidelijk werd dat er zilvererts was gesmolten. Uit historische bronnen kwam naar voren dat Columbus op zijn tweede expeditie een aantal eilanden had bezocht waar galeniet voorkomt. Daarom werd aanvankelijk gedacht dat de Spanjaarden zilver uit dat Amerikaanse materiaal hadden gewonnen. Pas toen een isotopenanalyse werd uitgevoerd, bleek echter dat het galeniet niet uit Amerika afkomstig was, maar uit Spanje. Dat het naar Spanje werd meegenomen om het daar met Amerikaans zilver te vergelijken is goed verklaarbaar: al in de Middeleeuwen werd dat gedaan om - in gemalen toestand - te bezien of het zilver in een nieuw aangetroffen ertslaag even rijk aanwezig was als in een monsterstuk met bekend zilvergehalte. Zo kon worden bepaald of de winning van het erts economisch rendabel was.

Referenties:
  • Thibodeau, A.M., Killickj, D.J., Ruiz, J., Chesley, J.T., Deagan, K., Cruxent, J.M. & Lyman, W., 2007. The strange case of the earliest silver extraction by European colonists in the New World. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 3663-3666.

Foto's (van medewerkers van het Florida Museum of Natural History) welwillend ter beschikking gesteld door Alyson Thibodeau, Department of Geosciences, University of Arizona, Tucson, AZ (Verenigde Staten van Amerika).

785 Leuk boekje over Nederlandse ondergrond gratis verkrijgbaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Over de Nederlandse ondergrond valt meer te vertellen dan menigeen beseft. Gelukkig bestaan er personen die het vertellen niet kunnen laten. Een daarvan is Henk Leenaers, een fysisch geograaf die de afgelopen tien jaar bij TNO Bouw en Ondergrond werkte, en die als wetenschapsjournalist regelmatig bijdragen levert aan kranten en tijdschriften. Een deel van zijn bijdragen aan NRC Handelsblad, Intermediair en Binnenlands Bestuur is nu door TNO in bewerkte vorm uitgegeven in de vorm van een boekje. Voor zover nog beschikbaar, is het voor geďnteresseerden gratis op te vragen door naam en bezorgadres in een e-mail bericht te sturen aan dinoloket@tno.nl onder vermelding van "Ondersteboven".

Het boekje richt zich vooral op de problemen waarmee een dichtbevolkt gebied zoals Nederland te maken heeft voor wat betreft zaken die op de een of andere manier verband houden met geologie, of het nu gaat om door droogte bezwijkende veendijken, om bodems die door zout- of gaswinning dalen, of om gebieden die (van nature) verontreinigd zijn met gifstoffen zoals arsenicum. De grote bevolkingsdichtheid speelt op zichzelf echter een nog grotere rol, vooral omdat de mens nauwelijks uitwijkmogelijkheden heeft voor activiteiten die ruimte vergen. Daarbij komt dat de bestaande ruimte ook al wordt bedreigd, niet alleen door de natuur (stijgende zeespiegel), maar ook door - al dan niet wenselijke - overheidsbeslissingen, zoals het besluit om in Noord-Holland (en mogelijk ook elders) de duinen door te steken om vroeger met veel moeite op de zee veroverde gebieden weer 'aan de natuur terug te geven'.


Omslag van het boek


Auteur Henk Leenaers 'in geologische pose'


Een en ander betekent dat er in Nederland eigenlijk alleen nog maar kan worden uitgeweken naar de ondergrond. Daaruit worden delfstoffen gewonnen, wellicht moet daarin op termijn ook weert CO2 worden opgeslagen, daarin lopen ontelbare aantallen kabels, er zijn rioleringssystemen, tunnels komen er in steeds grotere getale, en op termijn zullen mogelijk ook op grote schaal wegen en woningen of kantoren/fabrieken moeten worden aangelegd. Een goede kennis van de ondergrond - en het gebruik dat daarvan reeds wordt gemaakt of mogelijk gemaakt zal worden - is daarom van groot belang.

Henk Leenaers besteedt aan tal van deze aspecten aandacht. Daarbij geeft hij feiten weer, maar ook meningen. Daarmee hoef je het niet altijd eens te zijn om toch het gevoel te hebben dat dit een boekje is dat veel kan bijdragen tot een beter inzicht in een problematiek waarmee Nederland steeds meer te maken zal krijgen. Waarbij dan ook nog eens wordt aangetoond dat de aardwetenschappen- ook, of misschien wel juist - voor een land als Nederland met een 'blubberondergrond' van essentieel belang zijn. Niet aarzelen dus, maar opvragen, dat vlot geschreven boekje.

Referenties:
  • Leenaers, H., 2007. Ondersteboven. Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO, 67 pp.

Foto's van de website van Henk Leenaers.

786 Soufričre weer actief
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Eén van de vulkanen die honderden jaren lag te slapen (de laatste uitbarsting dateerde uit de zeventiende eeuw) maar die de laatste tien jaar weer regelmatig actief is, heeft ook in de afgelopen maanden weer duidelijk tekenen van leven gegeven. Het gaat om de Soufričre op het zuidelijk gedeelte van het eiland Montserrat in de Antillen. De Soufričre is een (uit aslagen en lavastromen opgebouwde) stratovulkaan van ongeveer 915 meter. In 1992 werden op dit weelderige eiland wat aardschokken gevolgd, en die werden in 1995 gevolgd door een echte uitbarsting.


Een uitbarsting op 14 februari j.l. leidde tot een ontzagwekkende stoomwolk

Vulkanologen op het waarnemingstation ter plaatse hadden de bevolking tijdig gewaarschuwd. Niet iedereen nam die waarschuwing echter ter harte, waardoor de uitbarsting 19 levens eiste. De economische schade was eveneens groot: de hoofdstad Plymouth moest worden ontruimd en veel voor landbouw gebruikte gronden moesten eveneens worden prijsgegeven.


Op 16 februari j.l. had de rookwolk al een lang traject afgelegd

In 2006 volgde opnieuw een uitbarsting, en dit jaar lijkt de vulkaan opnieuw in activiteit toe te nemen. Dat is goed zichtbaar op satellietopnamen, die ook tal van details opleveren die niet met het blote oog zichtbaar zijn op de foto’s. Zo ontwikkelde zich in februari een zogeheten 'hotspot', die geleidelijk in omvang en intensiteit toenam. Dergelijke hotspots zijn gebieden in een vulkanisch gebied waar de temperatuur aanzienlijk boven normaal ligt. Dat is een gevolg van magma dat tot dichtbij het aardoppervlak is opgestegen en dat veel warmte afgeeft.


Op 19 februari j.l. werd een duidelijke 'hotspot' waargenomen

Een verschijnsel dat op de satellietfoto’s gemakkelijk is waar te nemen is dat de luchtstromen veranderlijk zijn. De 'pluim' die uit de vulkaan opstijgt, krijgt daarom steeds andere richtingen. Interessant is ook dat de pluim tot over honderd kilometer ver kan worden gevolgd, waarbij hij niet veel breder wordt. Dat betekent dat er betrekkelijk weinig vermenging met de omgevende luchtlagen optreedt.


Op 28 februari j.l. was de 'hotspot' duidelijk groter geworden

Met iets meer nauwkeurig waarnemen kunnen de satellietfoto’s ook gegevens over de aard van de rookpluim opleveren. De echte rook (vooral waterdamp) heeft een wat grijzige kleur. Waar die donkerder is (met vaak een wat bruinige tint) zitten er veel kleine asdeeltjes in. De felwitte 'vlekken' op de satellietfoto’s zijn voor het merendeel geen door de vulkaan uitgestoten gassen, maar wolken. Hun voorkomen (voor een deel) direct boven de pluim wijst echter op een oorzakelijk verband: de door de rookpluim afgegeven warmte zorgt ervoor dat de waterdamp in de hogere luchtlagen condenseert.

Referenties:
  • NASA, 2007. Soufriere Hills on Montserrat. website (http://earthobservatory.nas.gov/NaturalHazards_natural_hazards_v2.php3?img_id=14118) NASA Natural Hazards.

Foto's: NASA Natural Hazards.

787 Aarde koelde 8200 jaar geleden plotseling in twee stappen af
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Er zijn tal van aanwijzingen, onder meer bij ijskernen en stalactieten, dat de aarde 8200 jaar geleden plotseling afkoelde. Enkele boringen in het moerassige gebied van Brown's Lake in de Amerikaanse staat Ohio geven daarover meer informatie. Zo blijkt dat het niet om een eenmalige temperatuurdaling ging, maar dat dit in twee stappen gebeurde.


Brown's Lake (foto United States Department of Agriculture, Forest Service)

De twee 'koude' niveaus in de boorkernen die uit het moeras werden opgehaald bevatten namelijk twee - dicht bij elkaar gelegen - niveaus van loess; waar die loess vandaan kwam is niet bekend, maar hij wijst (net als de loess uit de laatste ijstijd in Nederland) op een zodanig koude periode dat er geen vegetatie was die het opwaaien van het fijne materiaal kon belemmeren. Waarschijnlijk was het herkomstgebied van de loess een drooggevallen glaciaal bekken ten noorden van het meer.


Onderzoekers Brian Lutz en Tom Lowell boren in het moeras van Brown's Lake

Datering met verschillende technieken maakt duidelijk dat de twee loesslaagjes tussen 8950 en 8005 jaar geleden werden afgezet. Het duidelijkst is de plotselinge temperatuurdaling rondom 8200 jaar geleden. Tussen de vorming van die twee laagjes door moet het klimaat weer wat beter zijn geweest.


Vlieg die onbeschadigd uit het veen werd geďsoleerd

Op basis van diverse eerder beschikbaar gegevens bleef onzekerheid bestaan over het hoe en waarom van de plotselinge temperatuurdalingen. Mogelijk was de eerste koude fase een gevolg van het plotseling doordringen van polaire lucht naar lagere breedte, in combinatie met meer sneeuwval gedurende de winter. De tweede koude fase zou dan een gevolg moeten zijn geweest van min of meer gelijke, maar drogere omstandigheden waardoor de loess kon opwaaien.


Boorkernen waarin de twee 'koude' niveaus zijn aangegeven

De vondst van de tweede koude niveaus in Brown's Lake is van belang omdat daarmee nog duidelijker wordt dat het niet gaat om een locaal verschijnsel. Eerder werden aanwijzingen voor deze plotselinge klimaatverandering namelijk op heel andere plaatsen gevonden, onder meer verder naar het zuiden in Amerika, in Ierland, en in het noorden van de Atlantische Oceaan.

Referenties:
  • Lutz, B., Wiles, G., Lowell, Th. & Michaels, J., 2007. The 8.2-ka abrupt climate change event in Brown's Lake, northeast Ohio. Quaternary Research 67, p. 292-296.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Brian Lutz, Department of Geology, College of Wooster, Wooster, OH (Verenigde Staten van Amerika).

788 Bestaan van asthenosfeer verklaard
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

De continentbeweging is een gevolg van convectiestromen in de aardmantel. De aardmantel is echter duidelijk gescheiden van de aardkorst, die relatief star is. Dat er toch lithosfeerschollen kunnen 'meedrijven' op de convectiestromen uit de aardmantel is het gevolg van de aanwezigheid van de asthenosfeer, een taaiplastische eenheid van ongeveer 120 km dik die zich onder de lithosfeerschollen bevindt. De vraag waaraan de asthenosfeer, die uit silicaten bestaat, zelf zijn bestaan te danken heeft, bleef tot nu toe echter onbeantwoord.


Microscopische opname van een stukje aardmantel met olivijn
(bijna kleurloos), orthopyroxeen (bruingroen), clinopyroxeen (felgroen) en granaat (rood).

Wel was al bekend uit seismisch onderzoek dat de asthenosfeer voor een zeer klein deel opgesmolten is (dus eigenlijk uit magma bestaat), en het is aannemelijk dat die magmatische delen sterk bijdragen aan het taaiplastische karakter van deze laag. Maar waarom de asthenosfeer plaatselijk is opgesmolten was eveneens een vraag waarop de onderzoekers het antwoord tot nu schuldig moesten blijven. De temperatuur ter plaatse kan namelijk niet de oorzaak zijn, want de heersende omgevingstemperatuur van ca. 1600 °C is onvoldoende hoog om de silicaten bij de in de atmosfeer heersende druk te doen smelten.

Een Duits/Amerikaans team van onderzoekers heeft nu een verklaring gevonden. Bij door hen uitgevoerde experimenten merkten ze op dat de aanwezigheid van vloeibaar water in de asthenosfeer verantwoordelijk moet zijn. Vrij water blijkt namelijk de temperatuur te verlagen waarbij de silicaten in de asthenosfeer smelten (hoe meer vrij water des te lager de smelttemperatuur), en hoe meer gesmolten materiaal aanwezig is, des te beter fungeert de asthenosfeer als 'smeerlaag'.


Onderzoeker Hans Keppler

Het vrije water moet volgens de onderzoekers uit het mineraal orthopyroxeen afkomstig zijn. Dit in de asthenosfeer veel voorkomende mineraal heeft een bijzondere eigenschap: het kan bij de aanwezigheid van aluminium water als een spons opzuigen en als kristalwater in zijn kristalstructuur opnemen. Die opnamecapaciteit neemt met toenemende druk (dus ook met toenemende diepte) echter af. De combinatie van factoren leidt ertoe dat de opname van water het geringst is op een diepte van 100-150 km, dus juist op de diepte van de asthenosfeer. De geringe opnamecapaciteit van water op die diepte, in combinatie met de druk daar waardoor veel water bij het smelten van silicaten vrijkomt, verklaart de aanwezigheid van zoveel vrij water dat daardoor de asthenosfeer zijn taaiplastische karakter krijgt.

Referenties:
  • Bolfan-Casanova, N., 2007. Fuel for plate tectonics. Science 315, p. 338-339.
  • Mierdel, K., Keppler, H., Smyth, J.R. & Langenhorst, F., 2007. Water solubility in aluminous orthopyroxene and the origin of Earth's asthenosphere. Science 315, p. 364-368.

Foto's: Universität Bayreuth.

789 Zoeken naar leven op Mars kan het best via fossielen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Volgens Jack Farmer, een hoogleraar aan de Arizona State University, is veruit de meest effectieve manier om na te gaan of er op Mars leven is, niet het zoeken naar nu levende primitieve organismen of de biochemische sporen die ze achterlaten, maar om naar fossielen van microorganismen te zoeken. Hij verklaarde dat tijdens een bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS, de organisatie die het gerenommeerde tijdschrift Science uitgeeft) op 16 februari j.l.


Fossiele resten van de bacterie Calothrix uit Yellowstone Park (beeld ca. 2 mm breed).
Foto: Jack Farmer, Arizona State University

Hij memoreerde dat er al lange tijd vruchteloos veel geld wordt besteed aan exobiologie (de wetenschap die zich bezighoudt met leven buiten de aarde), en dat het zinvoller zou zijn om op z’n minst een significant deel te besteden aan wat hij 'exopaleontologie' noemt, de wetenschap die zich bezighoudt met fossielen die buiten de aarde zijn ontstaan. Daarbij geeft hij overigens toe dat er in de komende 10-15 jaar noodgedwongen vrijwel alleen maar exobiologie kan worden bedreven, omdat er nog onvoldoende hulpmiddelen voor de uitoefening van exopaleontologie zijn ontwikkeld. Het duurt ongetwijfeld nog geruime tijd voordat dergelijke middelen beschikbaar zullen zijn, die dan onder meer zouden moeten kunnen zorgen dat er niet alleen op het Marsoppervlak wordt gekeken (en verzameld) maar ook dieper. De reden is dat het Marsoppervlak al zeer lang ongeschikt is voor leven, bij gebrek aan vloeibaar water. Het ijs in de poolgebieden biedt eveneens weinig levenskansen.


SEM-opname van structuren op een Marsmeteoriet die aanvankelijk (onterecht) voor fossiele restanten werden aangezien. Foto: NASA

Farmer verwijst naar de aarde, waar primitieve organismen tot op kilometers diep zijn gevonden. Ze kunnen daar leven omdat er grondwater met voedingsstoffen door spleten circuleert, en het is waarschijnlijk dat soortgelijke omstandigheden ook in de ondergrond van Mars voorkomen. Er zou daarom robotapparatuur naar Mars moeten worden gestuurd die tot op grote diepte kan boren. Boren levert echter altijd onvoorziene moeilijkheden op (zoals ook op aarde blijkt); volgens Farmer zou het dan ook al een groot succes zijn als er binnen een tiental jaren op Mars tot enkele meters diepte zou kunnen worden geboord.


Mogelijk biogeen gevormde bolletjes in Meridiani Planum, gefotografeerd tijdens de Mars Exploration Rover Mission. Foto: NASA

Het is echter zeer goed mogelijk dat ook op die geringe diepte al oude afzettingen voorkomen. Afzettingen die zijn gevormd bij hete bronnen en in meren zouden veel kans op succes bieden. Daarbij verwijst hij naar de microorganismen die gefossiliseerd zijn aangetroffen langs hete bronnen in Yellowstone National Park. Soortgelijke afzettingen - uit tijden dat er nog vloeibaar water op het Marsoppervlak aanwezig was - komen volgens Farmer voor in de door meteorieten zwaar aangetaste hooglanden.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. Fossils offer best bet for locating Mars life. ASU (Arizona State University) Insight 16 februari 2007 (www.asu.edu/new/stories/200702/20070216_AAAS_Farmer.htm).

790 Stenen werktuigen waarschijnlijk niet door de mens uitgevonden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het was al bekend dat sommige dieren hulpmiddelen (werktuigen) gebruiken, maar dat gaat altijd om min of meer kant-en-klare voorwerpen. Zo gebruiken sommige zeeotters, liggend op hun rug in het water, stenen om schelpen op hun buik kapot te slaan, zodat ze de schelpdieren kunnen eten. Van diverse soorten apen is ook bekend dat ze takken gebruiken om voorwerpen te pakken te krijgen die buiten hun bereik liggen.


Onderzoeker Chris Boesch legt een bewerkte steen bloot (UoC)


Halfblootgelegde stenen hamer (UoC)


Nu blijkt dat chimpansees tegelijk met de prehistorische mens stenen werktuigen vervaardigde. Dat maakt het zeer waarschijnlijk dat het de vervaardiging en het gebruik van stenen werktuigen geen menselijke uitvinding is, maar dat de kundigheid daarvoor werd ontwikkeld door voorouders waarvan zowel de mens als de chimpansee afstammen.

Een en ander blijkt uit een onderzoek in het Taď-Woud in Ivoorkust. Daarin vonden onderzoekers een locatie met stenen werktuigen die 4300 jaar geleden door chimpansees moeten zijn gebruikt. In het desbetreffende gebied zijn nooit aanwijzingen gevonden dat er destijds mensen woonden. Het is dus vrijwel uitgesloten (zoals tot nu toe bij vergelijkbare vondsten door archeologen werd beweerd) dat de chimpansees de werktuigen hebben ontwikkeld door de kunst daarvoor af te kijken van de mens.

Het gaat bij de aangetroffen werktuigen om stenen hamers, onregelmatig gevormde stukken steen ter grote van een meloen; ze zijn dus ook te groot om door mensen met gemak te worden gebruikt. Dat het niettemin gaat om bewerkte stenen, konden de deskundigen met zekerheid vaststellen; dat de vorm van de werktuigen zou zijn ontstaan door bijv. erosie of door het gebruik van onbewerkte stenen achten ze uitgesloten. Dat de stenen werden gebruikt door chimpansees (zoals die dat ook nu wel doen) is daarom vrijwel zeker.


Enkele van de door chimpansees bewerkte stenen (UoC)


Onderzoeker Julio Mercader in zijn laboratorium (UoC)


De chimpansees moeten de stenen hebben gebruikt om noten te kraken. Dat blijkt onder meer uit de restanten van zetmeel die op de stenen zijn achtergebleven. Het zetmeel is afkomstig van noten die ook nu het hoofdbestanddeel vormen van chimpansees. Hoewel het gaat om ruw bewerkte en grote stenen, moeten de chimpansees er toch handig mee hebben kunnen omgaan, want het op de juiste wijze kraken van de noten is een moeilijke opgave. Stukslaan van de bast vereist namelijk een kracht van soms wel meer dan 1000 kg, terwijl de noten zelf natuurlijk niet mogen worden verpletterd. Inmiddels is bekend dat sommige chimpansees nu dezelfde techniek toepassen; hun leertijd daarbij bedraagt veelal niet minder dan 7 jaar!


Chimpansee in het Taď-Woud die met een stenen hamer een noot stukslaat (CB)

Chimpansees dragen de kennis nu in sociale contacten over. Zo moet dat vroeger ook zijn gebeurd. Waarschijnlijk gebeurde dat al voordat de mens en de chimpansee zich van de gezamenlijke voorouder afscheidden. Dat ze het van elkaar afgekeken hebben, lijkt onwaarschijnlijk. De onderzoekers sluiten echter ook niet uit dat zowel de mens als de chimpansee de techniek onafhankelijk van elkaar hebben ontwikkeld. Hoe dan ook, het is duidelijk dat (een primitieve vorm van) mijnbouw geen exclusieve activiteit van de mens is.

Referenties:
  • Mercader, J., Barton, H., Gillespie, J., Harris, J., Kuhn, S., Tyler, R. & Boesch, Chr., 2007. 4,300-Year-old chimpanzee sites and the origins of percussive stone technology. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 3043-3048.

Foto’s University of Calgary (UoC) en Christophe Boesch (CB), Department of Anthropology, University of Alberta, Edmonton, AB (Canada).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl