NGV-Geonieuws 136

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Mei 2007, jaargang 9 nr. 5

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 801 Aardbeving heft riffen van Ranongga op
  • 802 Burgess Shale levert nieuw interessant fossiel op
  • 803 Nu ook al een gravende dino
  • 804 Satelliet toont snel effect van verkeersmaatregelen in Beijing op milieu
  • 805 Waarom de aarde 'hm' zegt
  • 806 Bodem blijkt CO2 niet goed op te slaan
  • 807 Zeehagedis verloor voorpoten al in Krijt
  • 808 Reusachtige selenietkristallen verklaard
  • 809 Aardmagnetisch veld al vroeg ontstaan
  • 810 Legendarisch fossiel blootgelegd

    << Vorige uitgave: 135 | Volgende uitgave: 137 >>

801 Aardbeving heft riffen van Ranongga op
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Aardbevingen kunnen de aanblik van de aarde in korte tijd sterk veranderen. Ze tonen aan dat geologische processen niet altijd een zeer lange tijd nodig hebben om een voor de mens waarneembaar effect te sorteren. Bovendien kunnen ze lokaal of regionaal optredende processen versterken of juist tegengaan. Dat laatste gebeurde op 2 april bij Ranongga, een van de Salomonseilanden (een eilandengroep in de Grote Oceaan die behoren tot Melanesië).


De Salomonseilanden

Een aardbeving met een kracht van 8,1 trof de Salomonseilanden die dag in de vroege ochtend. Het epicentrum lag iets ten zuidwesten van het eiland Ranongga, dat door de aardbeving deels werd opgeheven. De riffen die het eiland aan de oostzijde omzoomden kwamen daardoor boven water. Gevolg was dat niet alleen dat het effect van de (langzaam) stijgende zeespiegel op de riffen geheel teniet werd gedaan, maar dat het strand ter plaatse in één klap sterk werd verbreed.


Rif voor een van de Salomonseilanden

Op satellietopnames van voor en vlak na de aardbeving zijn de gevolgen duidelijk te zien. Foto’s van 31 maart 2006 laten de riffen uitsluitend zien door de wat lichter blauwe kleur van het water dat hen bedekt. Op de foto van vlak na de aardbeving - eveneens genomen met de Advanced Spaceborn Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) - zijn de aan de lucht blootgestelde, opgeheven riffen als een grijze band om het eiland te zien (de rode kleur op de foto’s geeft de weelderiger vegetatie op de eilanden aan). Het door de foto’s al duidelijke beeld van de opgeheven riffen is in werkelijkheid nog sterker, want de satellietopname van 12 april 2007 is opgenomen op een moment dat het getij zorgde voor een waterstand die 29,4 cm hoger was dan toen de foto van 31 maart 2006 werd genomen.


De duidelijk recent opgeheven kustriffen

Veel milieudeskundigen nemen aan dat de slechte conditie van grote hoeveelheden riffen op aarde mede te wijten is aan de zeespiegelstijging (dat wordt door anderen overigens bestreden: er zijn veel meer mogelijk oorzaken aan te wijzen). Zeker is dat de opheffing van de riffen bij Ranongga tot boven zeeniveau onherroepelijk zal leiden tot het afsterven van deze riffen. Ook een (relatieve) daling van de zeespiegel is dus funest. Waarom de volgens veel deskundigen zo kwetsbare en voor zeespiegelfluctuaties gevoelige riffen in het geologisch verleden eindeloze afwisselingen van dalingen en stijgingen van het zeeniveau zo goed hebben weten te overleven, wordt door hen niet duidelijk gemaakt. Een rol kan spelen dat juist door tektonische bewegingen altijd wel gebieden blijven bestaan die voor riffen gunstige omstandigheden creëren.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. Earthquake raises reefs in the Solomon Islands. NASA Earth Observatory. http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/shownh.php3?img_id=14225.

Satellietopnamen: Jesse Allen, NASA.

802 Burgess Shale levert nieuw interessant fossiel op
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 !

Klein, maar fijn. Dat is van toepassing op een fossiel van ongeveer een centimeter groot dat in de Burgess Shale (British Columbia) is aangetroffen. De Burgess Shale heeft een ouderdom van Midden-Cambrium, en het pakket waarin het nieuwe fossiel is aangetroffen, is ongeveer 505 miljoen jaar oud. De Burgess Shale is een beroemde afzetting vanwege het voorkomen van tal van organismen die tot de oudste fauna met kalkskeletten behoren. Vanwege dit uitzonderlijke karakter staat dit pakket zelfs op de lijst van World Heritage Sites (plaatsen die als wereldserfgoed worden beschouwd) van de UNESCO.


Orthrozanclus reburrus

Van het nieuwe fossiel, dat Orthrozanclus reburrus is gedoopt, hebben de onderzoekers maar liefst 9 exemplaren gevonden. Het bijzondere aan het fossiel is dat hij aan zijn voorzijde een schelp heeft en op zijn rug talrijke stekels draagt. Het dier is ingedeeld in een nieuw taxon (de Halwaxiidae), die verwant lijken aan de huidige gastropoden, wormen en mollusken. Het dier lijkt in sommige opzichten ook op Wiwaxia, een ander dier uit de Burgess Shale. Zowel O. reburrus als Wiwaxia leefden van microorganismen die ze via 'grazen' op de zeebodem te pakken kregen. Kennelijk hadden ze al natuurlijke vijanden: de stekels op de rug moeten als verdedigingswapens worden beschouwd. Niet duidelijk is waarom O. reburrus slechts één schelp had. Een met Orthrozanclus en Wiwaxia vergelijkbaar dier uit het Onder-Cambrium van Groenland, Halkieria, was namelijk al met twee schelpen (een voor en een achter) uitgerust.


Reconstructie (door Marianne Collins) van O. reburrus

In de verzameling van het Royal Ontario Museum bleken bij vergelijking ook nog twee exemplaren van dit dier voor te komen, en het museum - met zijn zeer uitgebreide maar slechts gedeeltelijk goed geďnventariseerde collectie van fossielen uit de Burgess Shale - lijkt dan ook een nieuwe paleontologische goudmijn te kunnen worden. Dat komt vooral omdat in de Burgess Shale veel fossielen voorkomen ( en daarvan zijn door het museum in de afgelopen dertig jaar zeer veel exemplaren verzameld) waarvan niet alleen de harde delen zijn bewaard (zoals dat gewoonlijk bij vondsten van gelijke ouderdom elders in de wereld het geval is), maar dat ook zachte delen soms nog goed herkenbaar zijn.


Wiwaxia, een ander organisme uit de Burgess Shale, waarmee O. reburrus enige gelijkenis vertoont.

Referenties:
  • Morris, S.C. & Caron, J.-B., 2007. Halwaxiids and the early evolution of the lophotrochozoans. Science 315, p. 1255-1258.

Figuren welwillend ter beschikking gesteld door Simon Morris, Department of Earth Sciences, University of Cambridge, Cambridge (Groot- Brittannië).

803 Nu ook al een gravende dino
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

Dino’s zijn inmiddels gevonden in bijna alle denkbare vormen en formaten. Dat er ook een gravende dino heeft bestaan, komt echter toch als een grote verrassing. Een volwassen exemplaar en twee jongen zijn in de omgeving van Lima aangetroffen in een soort kamer aan het eind van een tunnel (met twee scherpe bochten) die kennelijk was gegraven als een soort nest waarin de ouder(s) voor de jongen kon(den) zorgen. Het is een nieuwe aanwijzing voor de al eerder opgestelde hypothese dat sommige soorten dino’s broedzorg kenden.


Reconstructie van Oryctodromeus cubicularis

Het uitgegraven hol kan volgens onderzoeker David Varriccchio zowel hebben gediend om de jongen te beschermen tegen eventuele roofdieren, als om hen een schuilplaats te bieden voor moeilijke omstandigheden. Als ook andere soorten dino’s de kunst van het graven onder de knie hebben gehad, zou dat kunnen verklaren hoe ze in de soms verzengende hitte van de tropen en in de felle kou van poolgebieden hebben kunnen overleven. Wellicht biedt de capaciteit om holen te graven een verklaring voor het feit dat sommige soorten dino’s de grens Krijt/Tertiair kennelijk gedurende duizenden jaren hebben kunnen overleven; dat blijft vooralsnog echter speculatie.


Het opgraven van een dino vereist sjouwen
(foto David Varricchio).


Onderzoekers David Varricchio (links) en
Yoshihiro Katsura (rechts)


Het feit dat er nu echter duidelijke bewijzen zijn voor graafactiviteiten door dino’s, kan een nieuwe fase van onderzoek inluiden. Het betekent immers dat in de sedimenten die destijds de grond voor deze dieren vormden, structuren kunnen voorkomen die niet eerder als mogelijke sporen van dingoactiviteiten zijn onderkend. Naast de veel gevonden nesten met eieren kunnen nu dus ook holen de aanwezigheid van deze dieren in principe verraden.

De restanten van de dieren, die inmiddels Oryctodromeus cubicularis zijn gedoopt, zijn in 2004 gevonden in een afzetting van 95 miljoen jaar oud. Ze lagen in het uiteinde van een tunnel van ruim 2 m lang. Het gat werd na de dood van de dieren weer gevuld met sediment, waardoor de skeletten bewaard bleven. Opvallend aan het 'graafgat' is dat vanuit het 'hoofdgat' diverse kleinere gangen zijn uitgegraven. Waarschijnlijk is dat gebeurd door insecten of zoogdieren die de plaats met de dino’s deelden, zij het waarschijnlijk niet gelijktijdig.


Reconstructie van de kop (door Lee Hall).

Dat deze dino kon graven blijkt niet alleen uit het hol dat hij bewoonde, maar ook uit de vorm van zijn kop en uit de bouw van zijn schoudergordel. Het uitgegraven hol vertoont kenmerken die ook bestaan bij soortgelijke holen van recente dieren, zoals de gestreepte hyena en sommige knaagdieren.

Referenties:
  • Varricchio, D.J., Martin, A.J. & Katsura, Y., 2007. First trace fossil evidence of burrowing, denning dinosaur. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 274, p. 1361-1368.

Illustraties: University of Montana, Misoula, MT (Verenigde Staten van Amerika).

804 Satelliet toont snel effect van verkeersmaatregelen in Beijing op milieu
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geofysica ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

Politici hebben vaak nauwelijks enig op wetenschappelijke gegevens gebaseerd onderzoek idee van het effect dat hun voorstellen voor maatregelen zullen hebben voor de samenleving. Achteraf schrijven ze vaak bepaalde gunstige effecten aan hun beleid toe, ook weer zonder daarvoor gefundeerde argumenten te hebben. Gelukkig beginnen er steeds meer technieken beschikbaar te komen om de effecten van beleidsmaatregelen vast te stellen. Gelukkig blijkt daaruit dat ook politici het wel eens bij het rechte eind hebben. Een goed voorbeeld daarvan wordt gevormd uit de metingen van de effecten die verkeersmaatregelen in Beijing in 2006 hadden.


Het snel toenemende verkeer zorgt ook in Beijing nu voor frequente files

Beijing kent een explosief stijgend aantal verkeersdeelnemers, die sterk bijdragen aan de luchtvervuiling die soms tot ernstige smog leidt. Op 4-6 november van vorig jaar werd in Beijing een topconferentie gehouden over Chinees-Afrikaanse samenwerking, en de autoriteiten wilden toen een schoon Beijing kunnen presenteren. Zo’n 800.000 van de ruim 2,8 miljoen gemotoriseerde voertuigen in de Chinese hoofdstad werden daarom van de weg gehouden. Omdat China zelf het effect daarvan op de luchtvervuiling wilde weten met het oog op eventuele vergelijkbare maatregelen gedurende de Olympische Spelen van 2008, werd met geofysische methoden - via het Nederlands/Finse Ozone Monitoring Instrument aan boord van NASA’s Aura satelliet - de vervuiling voor, gedurende en na de topconferentie vastgelegd.


Luchtvervuiling in Beijing zorgt voor smog

Het blijkt dat de maatregelen onverwacht veel bijdroegen aan reductie van de uitstoot van NOx, een verzamelterm voor de diverse stikstofoxiden. Deze stoffen zijn deels giftig, dragen bij aan de fotochemische productie van ozon ('smog') en worden verondersteld bij te dragen aan het broeikaseffect. Opvallend was ook dat het effect al direct in zo sterke mate meetbaar was; geheel onverwacht was dat overigens niet, want eerdere vergelijkbare onderzoeken hadden al een vergelijkbaar 'weekendeffect' vastgesteld voor grote steden en industriegebieden in Europa, de Verenigde Staten en Japan.


Op kolen gestookte fabrieken dragen in China sterk bij aan de luchtvervuiling

Uit het onderzoek komt overigens ook naar voren dat voorspellingen met betrekking tot de grootte van effecten van maatregelen nog zeer onnauwkeurig zijn. Volgens eerdere metingen wordt ca. 70% van de NOx-uitstoot in Beijing veroorzaakt door het verkeer; om een reductie van 40% in de totale uitstoot te krijgen - het resultaat van de getroffen maatregelen - had volgens de berekeningen de helft van het verkeer moeten worden stilgelegd; dat was echter ongeveer een derde deel van alle voertuigen. De onderzoekers menen daarom dat er duidelijker gegevens moeten worden verzameld over het brandstofgebruik van de voertuigen.

Verdere proefnemingen van soortgelijke aard, uiteraard ook weer met het oog op de komende Olympische Spelen, zullen wellicht kunnen bijdragen in meer inzicht in deze materie die ook voor veel andere gebieden die kampen met luchtvervuiling van groot belang is.

Referenties:
  • Wang, Y., McElroy, M.B., Boersma, K.F., Eskes, H.J. & Veefkind, J.P., 2007. Traffic restrictions associated with the Sino-African summit: reductions of NOx detected from space. Geophysical Research Letters 34, doi:10.1029/2007GL029326, 5 pp.

805 Waarom de aarde 'hm' zegt
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Nog steeds is het geesteskind van Marten Toonder, Tom Poes, een van de meest bekende Nederlandse stripfiguren. De vaak wat achterdochtige Tom Poes liet voortdurend blijken het niet met opmerkingen eens te zijn: één van Toonders legendarisch geworden teksten ('hm' zei Tom Poes) is daarvan een klassiek bewijs. Maar Tom Poes was niet de enige die vaak Ahum zei: de aarde doet dat ook. Dat werd voor het eerst in 1998 vastgesteld door Japanse seismologen, die met een supergeleidende gravimeter een seismisch signaal opvingen dat het beste als 'hm' kan worden omschreven. Het gaat om een diep, laagfrequent seismisch gerommel dat ook kan worden opgevangen als er geen sprake is van een aardbeving. Het gaat uiteraard om een relatief zacht gerommel; voor 1998 werd het dan ook gewoonlijk als 'ruis' bestempeld.


De aarde 'humt' melodisch volgens deze 'artist impression'

Toen de 'hm' eenmaal als echt signaal was herkend, werden er tal van hypotheses opgesteld om het ontstaan ervan te verklaren. Geen van alle bleek echter in staat om alle aspecten met de theorie in overeenstemming te brengen. Dat is nu wel gelukt, dankzij analyse van de gegevens die seismometers jarenlang hadden opgetekend. Uit die analyse bleek onder meer dat de sterkte van de 'hm' wisselt met de seizoenen: gedurende de meest uitgesproken wintermaanden (december-januari op het noordelijk halfrond en juni-augustus op het zuidelijk halfrond) is het signaal ongeveer 10% sterker dan gedurende de rest van het jaar.

De 'hm' bleek bovendien anders van aard dan de trillingen die door echte schokken (zoals aardbevingen en ondergrondse proeven met atoombommen) worden veroorzaakt. Zo'n gebeurtenis leidt ertoe dat de aarde gaat vibreren, en de vibraties kunnen lang aanhouden, soms wel maanden tot na de gebeurtenis. Bij de 'hm' is dat anders: de vibratie duurt veel korter. De herkomst van de vibraties is ook anders: de meeste 'hms' worden opgewekt in de Stille Oceaan ten zuiden van Alaska en in de watermassa’s rondom Antarctica. Dat zijn precies de twee gebieden waar het vaak zeer sterk spookt gedurende hevige winterstormen.


Seismische weergave van het 'hummen'

Uit het onderzoek blijkt nu dat de 'hms' ontstaan door een complexe wisselwerking tussen de atmosfeer, de oceaan en de zeebodem. Volgens de onderzoeker, Spahr Webb, zijn zogeheten infrazwaartekrachtsgolven de oorzaak. Dergelijke golven zijn een soort laagfrequente golven, die in groepen reizen. Het proces is te vergelijken met oppervlaktegolven die door de wind worden aangedreven. Als die een langzaam oplopende kust naderen, breken die golven. Daarbij zijn er hoge golven en lagere, en hun onderlinge afstanden zijn niet precies gelijk. Als de golven breken, ontstaan laagfrequente fluctuaties in het zeeniveau. De frequentie is 20-1000 s, en de zeespiegel staat na het breken van grote golven iets lager dan na het breken van kleine golven. De bij dit proces opgewekte laagfrequente oscillaties lekken terug zeewaarts waar ze in de oceaan terug te vinden zijn als infrazwaartekrachtsgolven.

De 'hm' zou dus met enige goede wil kunnen worden opgevat als een afwijzend gemompel van de arde als er weer eens heftige winterstormen optreden.

Referenties:
  • Webb, S.C., 2007. The Earth’s ‘hum’ is driven by ocean waves over the continental shelves. Nature 445, p. 754-756

806 Bodem blijkt CO2 niet goed op te slaan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

De CO2 die wordt uitgestoten (door natuurlijke processen en door menselijke activiteit) komt niet allemaal in de atmosfeer terecht. Er 'verdwijnt' een gedeelte, onder meer door opname in zeewater. Ook van bodems is lange tijd gedacht dat ze een natuurlijke opslagplaats voor CO2 vormen, en dus bijdragen om het broeikaseffect te beperken. Die rol is aan bodems toegedacht omdat een verhoogde koolzuurgasconcentratie de plantengroei bevordert; afgestorven planten komen op de bodem terecht en het organische materiaal wordt daar door allerlei organismen met de minerale bestanddelen van de bodem vermengd. Hoe hoger de atmosferische CO2-concentratie, hoe meer koolstof dus in de bodem wordt vastgehouden, zou je denken. Niets blijkt echter minder waar: een nieuwe studie wijst er zelfs op dat bodems bij een stijgende temperatuur CO2 aan de atmosfeer afgeven.


Onderzoekster Karen Carney

Deze tegenvaller blijkt uit onderzoek waarbij gedurende zes jaar een ecosysteem in Florida dat gedomineerd wordt door eikenhakhout werd blootgesteld aan een atmosfeer bij waarin de CO2-concentratie in de atmosfeer geleidelijk werd opgevoerd tot een waarde die het dubbele is van wat nu gemiddeld het geval is. In plaats van dat de grond, zoals verwacht, broeikasgassen opnam, bleek die bij oplopende CO2-concentratie juist broeikasgassen, en dan vooral CO2, aan de atmosfeer af te staan.

De oorzaak ligt in schimmels in de bodem. Het blijkt dat een toenemende atmosferische CO2-concentratie ook de hoeveelheid bodemschimmels vergroot. De schimmels zorgen voor een versnelde afbraak van het organische materiaal in de bodem. Daarbij verdwijnt een deel van de opgeslagen koolstof als CO2 in de atmosfeer. Dat is slecht nieuws ten aanzien van de klimaatproblematiek, want bodems bevatten - door de aanwezigheid van grote hoeveelheden organisch materiaal - zeer grote hoeveelheden koolstof.


Onderzoeker Bruce Hungate


Onderzoeker Bert Drake


Bij stijgende temperatuur vormen de bodems dus geen zogeheten 'sinks' (bezinkputten) voor koolstof, en die rol van 'sink' zal in deze eeuw alleen nog maar kleiner worden, want (overigens tamelijk pessimistische) voorspellingen gaan ervan uit dat de CO2-concentratie in de atmosfeer tussen 2050 en 2100 zal zijn verdubbeld (en dus de waarde hebben waarbij de experimenten zijn uitgevoerd). De onderzoekers menen daarom dat schimmels in de bodem - ten minste als die overal in even grote hoeveelheden voorkomen als in het proefgebied, en er zijn geen aanwijzingen dat dat niet het geval is - ervoor kunnen zorgen dat de uitstoot van CO2uit de bodem een substantiële bijdrage kan leveren aan verdere opwarming van de aarde. Wellicht heeft dat ook gedurende de warme perioden van het Tertiair een rol gespeeld.

De bevinding zou grote consequenties kunnen hebben voor de maatregelen die nu worden genomen om verdere opwarming van de aarde tegen te gaan. Zo stellen onder meer Nederlandse elektriciteitsproducenten dat zij de uitstoot van de centrales die werken op fossiele brandstoffen compenseren door de aanleg van bossen elders. Dat zou op langere termijn dus wel eens een effect kunnen hebben dat 180 graden verschilt van de doelstelling.

Referenties:
  • Carney, K.M., Hungate, B.A., Drake, B.G. & Megonigal, J.P., 2007. Altered soil microbial community at elevated CO2 leads to loss of soil carbon. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, p. 4990-4995.

Foto Bruce Hungate: Northern Arizona University.

807 Zeehagedis verloor voorpoten al in Krijt
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 !

Gedurende het Krijt vonden tal van interessante evolutionaire ontwikkelingen plaat. Dat blijkt opnieuw uit de vondst van een marien fossiel van 95 miljoen jaar oud dat in veel opzichten op een slang lijkt, maar dat in feite een hagedis is waarvan de voorpoten alleen nog maar heel klein - bijna rudimentair - zijn ontwikkeld.


Adriosauris microbrachis zoals in het gesteente aangetroffen

Het fossiel, dat Adriosaurus microbrachis is gedoopt, werd in Slovenië gevonden. Het levert belangrijke informatie op over de terugkeer van terrestrische hagedissen naar het water (in dit geval de zee). In feite gaat het bij deze vondst om het oudste fossiel dat aangeeft dat de poten bij een hagedis verdwenen (dat gebeurde, zoals uit het fossiel blijkt, ook veel eerder dan tot nu toe was aangenomen) en om het eerste fossiel van een in het water levende hagedis met alleen nog rudimentaire voorpoten. Daarnaast is het fossiel ook nog eens uitzonderlijk omdat alle recente hagedissen op het land leven.


Het uitgeprepareerde fossiel


Detail van het uitgeprepareerde fossiel


De vondst werd niet recent gedaan: het fossiel lag, na zijn ontdekking in een kalksteengroeve, al bijna 100 jaar opgeborgen in het Museum voor Natuurlijke Historie in Triest. Merkwaardig genoeg had niemand het bijzondere karakter ervan onderkend, totdat het door een paleontoloog van de Universiteit van Alberta, Michael Caldwell, tijdens een reis door Europa werd 'herontdekt'. Het eerste wat hem opviel was het ontbreken van normale voorpoten. Toen hij er met een Italiaanse student, Alessandro Palci aan werkte, kwamen ze al gauw tot de conclusie dat het niet ging om een soort waarbij sprake was van een beginfase van de evolutionaire ontwikkeling van voorpoten, maar dat het ging om een fase waarin die voorpoten juist weer verdwenen, ongetwijfeld omdat de oorspronkelijke functie in zee weinig zin meer had. Ook de slangachtig uitgerekte vorm heeft uiteraard met dat leven in zee te maken.


Reconstructie van Adriosaurus

Paleontologen geven als commentaar op de spectaculaire vondst dat deze van belang is omdat die aangeeft dat de voorpoten verdwenen voordat dat ook met de achterpoten het geval was, en ook dat het lichaam al een slangvorm kreeg voordat de achterpoten duidelijk in omvang afnamen. Dat geeft nieuwe inzichten in de wijze waarop de evolutie van deze groep dieren zich voltrok. Dat is onder meer van belang omdat biologen en paleontologen er algemeen van uitgaan dat slangen zich uit de hagedissen ontwikkelden. De onderzoekers durven overigens nog niet met zekerheid te stellen dat Adriosaurus een evolutionaire tussenfase tussen hagedissen en slangen vertegenwoordigt. Daarvoor zouden eerst nog meer vergelijkbare fossielen, in diverse stadia van evolutionaire ontwikkeling, moeten worden gevonden.

Op basis van het aangetroffen materiaal hebben de onderzoekers gepoogd het dier te reconstrueren. Het zou 25-30 cm lang zijn geweest, met een kleine kop op een langgerekte nek. Lichaam en staart waren eveneens langgerekt, en de achterste ledematen waren goed ontwikkeld en dienden waarschijnlijk (mede) als roer.

Referenties:
  • Palci, A. & Caldwell, M.W., 2007. Vestigial forelimbs and axial elongation in a 95-million-year-old non-snake squamate. Journal of Vertebrate Paleontology 27, p. 1-7.

Foto's: Michael Caldwell, University of Alberta.

808 Reusachtige selenietkristallen verklaard
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Mineralen !

Een van de weinig bekende geologische wonderen is de Mexicaanse Cueva de los Cristales (Kristalgrot) bij Naica. De kristallen in deze grot bestaan uit seleniet, de glasheldere variëteit van gips. De schoonheid van deze vaak perfect gevormde kristallen is echter niet wat hen zo bijzonder maakt: dat is hun formaat. Het gaat namelijk om kristallen van meters groot; de grootste zijn bijna 12 m. Je kunt er dan ook gewoon op lopen; als je een kristal in de juiste richting zoekt tenminste, want ze groeien alle kanten op.


Rondstruinen over kristallen

Het ontstaan van deze bijzondere kristallen heeft mineralogen altijd voor raadsels gesteld. Nu is er een verklaring voor gevonden na analyse van vloeistofinsluitsels, en de uitkomsten van de interpretatie op basis van deze analyse zijn bevestigd door laboratoriumexperimenten. In kort komt het erop neer dat de kristallen onder specifieke omstandigheden (onder meer circulerend iets zout water) zijn gegroeid in een omgeving waarin de temperatuur heel lang nauwelijks veranderde. Omdat dergelijke omstandigheden in grotten wel vaker voorkomen, verwachten de onderzoekers dan ook dat er nog meer grotten met vergelijkbare reuzenkristallen zullen worden gevonden in hetzelfde gebied.


De Cueva de los Cristales (Kristalgrot).
Foto J. Trueba

Die voorspelling lijkt niet al te gewaagd, want al in 1912 werd er in hetzelfde gebied ook al een grot met bijzondere kristallen gevonden. Dat is de Cueva de las Espadas (de Zwaardgrot), waarin gipskristallen voorkomen die weliswaar minder doorschijnend en minder lang zijn dan de selenietkristallen van de Kristalgrot, maar die toch ook vaak een lengte van een meter bereiken. Bovendien zijn hun aantallen veel groter dan die van de selenietkristallen.

De grotten bevinden zich in een gebied waar veel metalen in de vorm van sulfiden worden gewonnen, onder meer zilver. Gips (of de doorzichtige variëteit seleniet), dat bestaat uit kristalwater bevattend calciumsulfaat (CaSO4.2H2O) is dus een mineraal dat hier ook verwacht kan worden. De grotten danken hun ontstaan uit het vulkanisme dat ook de zwavel uitstootte waaruit sulfiden en sulfaten konden ontstaan. Het gips vormde zich waarschijnlijk in een late fase van dit vulkanisch gebeuren, dan ruim 20 miljoen jaar geleden plaatsvond. Dat gips vormde zich overigens niet direct, maar ontstond uit anhydriet (CaSO4) toen de in het gesteente circulerende vloeistoffen in temperatuur afnamen.


De kristallen zijn veel meer dan mansgroot.
Foto LaVenta-Speleoresearch


Seleniet zoals je het zelden ziet.
Foto Ricardo Marin


Uit de analyse van de insluitsels in de kristallen blijkt dat de Kristalgrot (die dieper ligt dan de Zwaardgrot) honderden jaren lang een temperatuur moet hebben gehouden die net laag genoeg was (54 °C) om omzetting van anhydriet in gips/seleniet mogelijk te maken. Omdat de temperatuur constant bleef, en omdat er ruim voldoende 'grondstoffen' aanwezig waren, konden de kristallen al die tijd blijven groeien. Omdat de Zwaardgrot hoger lag dan de Kristalgrot, en dus verder verwijderd van de hete magmakamer, moet de temperatuur daar sneller zijn gezakt, waardoor de kristallen minder tijd kregen om te groeien.

Wat er met dit 'geologische wonder' gaat gebeuren, is nog niet helemaal duidelijk. Momenteel is de grot niet toegankelijk (behalve voor wetenschappelijk onderzoek), vooral om te voorkomen dat de kristallen worden beschadigd. Gips is immers een zeer zacht mineraal (je kunt het met een nagel krassen). Bovendien ligt de grot op een niveau waar hij van nature zou vollopen met grondwater. Dankzij de activiteiten voor de mijnbouw, waarvoor de grondwaterspiegel ter plaatse wordt verlaagd, is de grot nu begaanbaar. Wanneer de mijnbouw niet lonend meer is en het grondwater niet langer wordt weggepompt, dan zal de grot weer vollopen met het iets zoute grondwater. Dat zou overigens waarschijnlijk betekenen dat de kristalgroei dan weer zou kunnen gaan beginnen. Niemand zou dan echter meer van dit bijzondere verschijnsel kunnen genieten. De onderzoekers hopen dan ook dat de grot op de lijst van 'werelderfgoed' van de UNESCO zal worden geplaatst, zodat hij voorgoed toegankelijk blijft.

Referenties:
  • García-Ruiz, J.M., Villasuso, R., Ayora, C., Canals, A. & Otálora, F., 2007. Formation of natural gypsum megacrystals in Naica, Mexico. Geology 35, p. 327-330.

809 Aardmagnetisch veld al vroeg ontstaan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het aardmagnetisch veld is van groot belang voor het leven. Zonder dat magnetisch veld zou de dodelijke zonnewind immers de atmosfeer rondom de aarde (vrijwel) geheel wegblazen, waardoor het aardoppervlak aan dodelijke straling vanuit de ruimte zou zijn blootgesteld. Alleen zeer primitieve organismen zouden dan mogelijk tot ontwikkeling kunnen komen en overleven. Omdat het aardmagnetisch veld berust op de dynamowerking die het gevolg is van het verschillend roteren van de vloeibare buitenkern en de vaste binnenkern, kon het veld zich pas ontwikkelen toen de oorspronkelijk volledig gemengde bouwstenen van de aarde zich door verschillen in dichtheid voldoen van elkaar hadden afgescheiden om 'schillen' (korst, buitenmantel, binnenmantel, buitenkern en binnenkern) te vormen. Wanneer dat moment plaatsvond, is niet geheel duidelijk. De oudste gesteenten waaruit een aardmagnetisch veld kan worden afgeleid, zijn zo'n 2,8 miljard jaar oud.


Het zuidpoollicht (Aurora Australis) boven het Amundsen-Scott South Pole Station.
Foto John Berry, National Science Foundation

Nu blijkt uit de analyse van kristallen van 3,2 miljard jaar oud dat er ook toen al een aardmagnetisch veld moet hebben bestaan. In bepaalde opzichten is dat verrassend, want volgens theoretische modellen is 3,2 miljard jaar geleden zo'n beetje het allereerste moment waarop zich een vaste aardkern kon hebben ontwikkeld. Aan de andere kant past de nieuwe bevinding goed in het plaatje dat we van onze buren in de ruimte hebben. Zowel de maan als Mars moeten namelijk al vroeg een magnetisch veld hebben gehad, maar dat moeten ze tussen 4 en 3 miljard geleden zijn kwijtgeraakt, waarschijnlijk omdat ze - door hun geringere afmetingen - toen al zo ver waren afgekoeld dat ze geen vloeibare kern meer hadden, en er dus ook geen dynamowerking kon optreden. Beide zijn hun atmosfeer inmiddels vrijwel geheel kwijtgeraakt doordat die door de zonnewind werd weggeblazen.


Het huidige aardmagnetisch veld vertoont een getordeerd patroon

Uit het nieuwe onderzoek blijkt ook dat de intensiteit van het vroege aardmagnetisch veld minimaal half zo sterk moet zijn geweest als het huidige magneetveld. Eerder werd aangenomen dat het vroege veld veel zwakker was: ca. 10% van het huidige aardmagnetisch veld. Het oudst bekende aardmagnetisch veld van 'normale' sterkte dat tot nu toe bekend was, dateert van ongeveer 2,5 miljard jaar geleden.


Het aardmagnetische veld ontstaat door de dynamowerking
tussen de (draaiende) vaste binnenkern en vloeibare buitenkern van de aarde

De nieuwe gegevens konden worden verkregen dankzij een nieuwe techniek. De onderzoekers verhitten daarbij individuele kristallen met een laser en meten hun magnetische sterkte met een SQUID (Superconducting Quantum Interface Device), een uiterst gevoelig apparaat dat ook wordt gebruikt bij het ontwerpen van computerchips. In de behandelde kwarts- en veldspaatkristallen komen kleine insluitsels voor die als het ware het aardmagnetisch veld ten tijde van hun insluiting hebben bewaard. Bij het analyseren van de magnetische gegevens was het grote probleem dat invloed van verontreiniging moest worden vermeden, en dat ook de invloed van eventuele latere veranderingen van het 'opgeslagen' aardmagnetisch veld moesten worden uitgesloten. Tot nu toe kon dat nauwelijks, omdat de al tientallen jaren gebruikte techniek om het aardmagnetisch veld ten tijde van de vorming van stollingsgesteenten te bepalen, berustte op analyse van gesteentemonsters van enkele centimeters grootte. Daarbij speelden verstorende factoren steeds en aanzienlijke rol. Door uit te gaan van insluitsels in zeer kleine kristallen, konden de onderzoekers deze verstoringen elimineren.

Om na te gaan of de gevonden waarden ook werkelijk behoorden bij het aardmagnetisch veld van 3,2 miljard jaar geleden, hebben de onderzoekers ook de ligging van de onderzochte gesteenten gemeten ten opzicht van de toenmalige magnetische polen. De poolpositie bepaalden ze ook met conventionele methoden voor gesteenten van gelijke ouderdom, en de uitkomsten bleken overeen te komen, zodat het onwaarschijnlijk is dat de gevonden resultaten beďnvloed zijn door de nieuwe analysetechniek.

Referenties:
  • Dunlop, D.J., 2007. A more ancient shield. Nature 446. 623-625.
  • Tarduno, J.A., Cottrell, R.d., Watkeys, M.K. & Bauch, D., 2007. Geo magnetic field strength 3.2 billion years ago recorded by single silicate crystals. Nature 446, p. 657-660.

810 Legendarisch fossiel blootgelegd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In veel landen bestaan legendes over dieren waarvan we het bestaan, nu of in het verleden, niet kennen. Net zoals bij legendes over vroegere natuurrampen en andere verschijnselen worden dergelijke verhalen door de moderne wetenschap gewoonlijk naar het rijk der fabelen verwezen. Zo af en toe blijkt echter dat legendes wel degelijk op z'n minst een kern van waarheid bevatten. Dat is ook nu weer gebleken. Indianen van de Kiowa, Pomo en Sioux stammen in Californië vertellen al sinds mensenheugenis de legende van een watermonster met schubben, een lange en smalle kop met tanden zo scherp als naalden, en een gevorkte vissenstaart, dat ze 'Bagil' noemen. Een tekening van de Kiowa Indiaan Zilverhoorn uit 1891-1894 geeft het dier duidelijk weer.


Deel van de botten van Thalattosuchia

Dat de indianen het dier ooit werkelijk hebben gezien, is uiterst onwaarschijnlijk. Het valt echter niet uit te sluiten dat hun legende is gebaseerd op goed bewaard gebleven fossielen die hun voorouders ooit hebben aangetroffen. In de Amerikaanse staat Oregon is nu namelijk een fossiel blootgelegd dat precies aan de beschrijving in de legende voldoet. Het gaat om een dier uit het Jura, dat waarschijnlijk iets meer dan 160 miljoen jaar geleden heeft geleefd. Het dier, Thalattosuchia, moet omstreeks 2 m lang zijn geweest. De precieze afmetingen zijn niet bekend, want de gevonden fossiele resten vertegenwoordigen niet meer dan ongeveer de helft van het dier. Helaas ontbreken enkele onderdelen die van groot belang zijn voor een precieze interpretatie. Zo ziet het ernaar uit dat de stompe poten hem in staat stelden om op land te komen (bijv. Om eieren te leggen, zoals ook zeeschildpadden dat nu doen), maar helemaal duidelijk is dat niet. Ook is uit de fossiele resten niet op te maken of het dier zwemvliezen had.


Reconstructie van Thalattosuchia

De vondst was min of meer toevallig en werd gedaan door amateur-paleontologen van de North American Research Group (NARG) die in de Blue Mountains op zoek waren naar ammonieten op het land van een boer. Halverwege een heuvel zag een van de deelnemers iets uit de wand steken, en daar aangekomen bleek het een deel van een groot fossiel te zijn; tal van botten en botjes waren in de directe omgeving aanwezig. De vinder, Andrew Bland, was vervolgens meer dan een half jaar bezig om het materiaal bloot te leggen en om het fijne materiaal rondom de botten te verwijderen met een apparaat waarmee een luchtstraal kon worden opgewekt (zoals bij een benzinepomp om de lucht in autobanden bij te vullen). De fossiele restanten werden overgebracht naar de Universiteit van Iowa, waar de botten verder werden schoongemaakt en in elkaar gepast. Daar bleek toen de sterke overeenkomst met het legendarische zeemonster uit de Indiaanse legendes.


Tekening van Bagil door de Kiowa Indiaan Zilverhoorn van een sterk
op Thalattosuchia lijkend watermonster

Volgens Adrienne Mayor van Stanford University, die zich verdiept in de legendes over vroegere merkwaardige dieren, zijn veel van die legendes niet zomaar een verzinsel. Volgens haar vertoonden veel indianenstammen al vroeg duidelijk interesse in opvallende fossielen. Er zouden zelfs excursies naar zijn georganiseerd, waarbij men tot de conclusie kwam dat het om dode dieren moest gaan, en waarbij men bedacht hoe dergelijke dieren er moesten hebben uitgezien, hoe ze leefden en hoe ze stierven. Hoewel niet wetenschappelijk in de moderne zin van het woord, kan hun benadering volgens Mayor wel degelijk als een vroege vorm van een wetenschappelijke aanpak worden gezien. Dat is overigens niet uniek voor de indianen: ook elders gebeurde dat. Zo werden de vroege bewoners van Siberië uiteraard regelmatige geconfronteerd met restanten van mammoeten die uit het ijs tevoorschijn kwamen, en ze interpreteerden die als dieren die in vroeger tijden in grote ondergrondse grotten leefden.

De vondst van Thalattosuchia is uiteraard niet alleen van cultureel-historisch belang. Het dier geeft ook interessante geologische informatie. Vergelijkbare fossielen zijn namelijk vaker gevonden in Oost-Azië, en het nu gevonden dier moet hebben geleefd in wat ooit het zuidelijke deel van de Chinese Zee was. Als gevolg van de sindsdien opgetreden continentverschuiving kwam het terecht in wat nu het westen van Amerika is.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. Jurassic crocodile found in Oregon. University News University of Oregon 2007-03-19.

Foto's: Universiteit van Oregon. Tekening: Natural Anthropoly-Archeology Smithsonian Institution, Washington.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl