NGV-Geonieuws 14

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Februari 2002, jaargang 4 nr. 2

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

175 Fossiele zoogdiertand klein maar fijn
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De fossiele tand die bij de stad Tasch-Kömür in Kirgizië werd gevonden is weinig groter dan een speldenknop, maar is niettemin van groot belang. Het gaat namelijk om de tand van een in de evolutie zeer vroeg zoogdier, dat kan worden beschouwd als een voorloper van onder meer de huidige muizen. De tand toont bijzondere karakteristieken, die samen met eerder gevonden botfragmenten een interessant beeld opleveren van de leefomstandigheden en de eetgewoonten van het dier, dat niet meer dan enkele centimeters groot was.


FOSSIELE TAND

Via zoogdierachtige reptielen ontwikkelden de zoogdieren zich kort voor de grens tussen Trias en Jura (210 jaar geleden) uit de reptielen. De nu gevonden tand moet hebben toebehoord aan een zoogdier uit het Midden- of Laat-Jura (180-140 miljoen jaar geleden), toen de zoogdieren nog relatief weinig evolutie hadden ondergaan.

De gevonden resten geven aan dat de tand moet hebben toebehoord aan een nog onbekende soort van de reeds in het Jura uitgestorven groep van de docodonten. Het moet een dier zijn geweest dat onder de grond leefde en veel anatomische karakteristieken deelde met de huidige mollen. De groep van de docodonten, die tot nu toe alleen bekend was uit Europa en Noord-Amerika, wordt gekenmerkt door een gebit met merkwaardig gevormde tanden. Ze bevatten een aantal scherpe toppen, die niet goed verklaarbaar zijn omdat de docodonten waarschijnlijk leefden van zachte organismen zoals wormen en larven. Het hoekige karakter van de tanden vergroot de mogelijkheid tot afbreken. Dat blijkt ook uit de nu gedane vondst. De gevonden tand was ongeveer een millimeter groot. Kort na de vondst werd iets gevonden dat aanvankelijk ook voor een tand gehouden werd, en dat een halve millimeter groot was. Nader (microscopisch) onderzoek wees echter spoedig uit dat beide stukken precies in elkaar passen, en dus samen een tand gevormd moeten hebben.

Het is moeilijk vast te stellen of de twee stukken nog aan elkaar vastzaten toen het dier overleed. De stukken maken namelijk deel uit van ongeveer 15 kg fossiele resten die werden verkregen door het zorgvuldig zeven en uitwassen van 2000 kg zand en modder op de vindplaats. Dat was een enorm karwei, dat plaatsvond in het kader van een van de grootste paleontologische onderzoeksprojecten die ooit zijn uitgevoerd. Het onderzoek ter plaatse, onder leiding van de paleontologen Thomas Martin van de Vrije Universiteit van Berlijn en Alexander Averianov van de Russische Academie van Wetenschappen, werd uitgevoerd met behulp van een groot aantal studenten van de Vrije Universiteit van Berlijn. De merkwaardige tand met zijn drie uitstekende toppen levert, vanwege zijn afwijkende vorm, volgens de betrokkenen een probleem op ten aanzien van de evolutie van het zoogdiergebit.

Referenties:
  • GO Wissen Online, 2001. Säugetierzahn von der Grösse eines Stecknadelknopfs, 25 juni 2001 uit: http:www.g-o.de/kap3a/3bfd0029.htm

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Fossiele tand van mini-zoogdier gevonden in Kirgizië' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (14 juli 2001)

Afbeelding beschikbaar gesteld door T. Martin

176 Aardkorst ouder dan aangenomen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Dateringen !

De aardkorst is mogelijk zo’n 200 miljoen jaar ouder dan tot nu toe werd aangenomen. Deze bevinding van een groep mineralogen van de Universiteit van Münster (Duitsland) is gebaseerd op een grotere precisie die ze hebben verkregen voor de vervaltijd van het radioactieve isotoop lutetium-176. Deze isotoop gaat bij radioactief verval over in hafnium-176.

Het element zirkoon, waaruit zirkoonkristallen voor het grootste deel zijn opgebouwd, lijkt veel op hafnium. Daarom wordt er in zirkoonkristallen ook altijd een zekere hoeveelheid (tot 2%) hafnium in het kristalrooster ingebouwd op de plaats van zirkoonatomen. Dit 'natuurlijke' hafnium bestaat uit het isotoop hafnium-177. Dat staat niet bloot aan radioactief verval. De verhouding tussen hafnium-176 en hafnium-177 is daarom een maat voor de ouderdom van een zirkoonkristal. Tegelijk is uiteraard ook de verhouding tussen lutetium-176 en hafnium-177 een maat voor de ouderdom.

De ouderdommen die op deze wijze voor een bepaald zirkoonkristal worden bepaald, moeten uiteraard gelijk zijn. Dat blijkt echter niet altijd het geval te zijn. De onderzoekers uit Münster hebben kunnen aantonen dat de ouderdomsverschillen die bij deze bepalingen optreden een gevolg zijn van een niet voldoende nauwkeurige kennis van de tijd die nodig is om de helft van het aanwezige lutetium-176 te doen overgaan in hafnium-176 (de zogeheten halfwaardetijd). De onderzoekers konden een nauwkeuriger halfwaardetijd bepalen door aan gesteenten waarin zirkoonkorrels voorkomen ook dateringen te verrichten via de vervalreeks van uranium naar lood.

De uitkomst geeft aan dat de oudste gedateerde gesteenten van de aardkorst in werkelijkheid zo’n 4% ouder moeten zijn dan eerder werd aangenomen. Dat komt overeen met een kleine 200 miljoen jaar.

Referenties:
  • Kramers, J., 2001. The smile of the Cheshire cat. Science 293, p. 619-620.
  • Scherer, E., Münker, C. & Mezger, K., 2001. Calibration of the lutetium-hafnium clock. Science 293, p. 683-677.

177 Golfbaan bedreigt bijzondere dinosporen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

Even buiten Denver (Colorado), in het plaatsje Golden, botsen de belangen van sporters en wetenschappers. Dat komt door de voorgenomen aanleg van een gemeentelijke golfbaan. Op het terrein bevindt zich een rotswand waarop sporen te zien zijn van een dinosauriër. Volgens paleontologen zijn dit de enige sporen ter wereld die van deze soort bekend zijn (welke soort dat is, blijft overigens nog in het duister gehuld). Die voetstappen zouden ongetwijfeld door in het rond vliegende golfballen worden beschadigd, en er is dan ook tegen de aanleg van de golfbaan geprotesteerd.

Om aan de protesten van wetenschappers tegemoet te komen, is de gemeente bereid om een deel van de voetsporen met vuilnis af te dekken, en om andere uit de wand te hakken om ze zo tegen beschadiging te vrijwaren. Ze zouden dan in bijv. een museum kunnen worden tentoongesteld. Andere sporen zouden echter als extra attractie voor de spelers in de wand moeten blijven zitten.


BEDREIGDE DINOSPOREN

De locatie is een bekende plaats voor zowel amateur- als beroepsgeologen. Er zijn tal van sporen gevonden, onder meer de enige die in de Verenigde Staten bekend zijn van een op een krokodil lijkende champosauriër. Ook werden er in 1985 de eerste als zodanig herkende sporen van ceratopside sauriërs ontdekt. Dat gebeurde door de geoloog Martin Lockley. Die is verbonden aan de Universiteit van Colorado, waar hij ‘s werelds grootste verzameling van dinosauriërsporen beheert. Het gemeentebestuur heeft hem gevraagd behulpzaam te zijn bij het veiligstellen van de sporen tijdens de aanleg van de golfbaan. Hij heeft inmiddels laten weten mogelijkheden te zien om de sporen op een veilige manier op de golfbaan zichtbaar te laten blijven.

Niet iedereen is ervan overtuigd dat zoiets zal lukken. De archeoloog (!) van Colorado, Susan Collins, heeft om nader onderzoek gevraagd. Ook zij sluit overigens niet uit dat er wellicht maatregelen kunnen worden genomen die het toch mogelijk maken om de golfbaan aan te leggen en de sporen veilig te stellen.

Referenties:
  • Dalton, R., 2001. Golf course threatens to leave hole in fossil records. Nature 412, p. 572.

178 Nieuw type onderzeese heetwaterbronnen op 'oude' oceaanbodem
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Niet alleen op en vlak naast de midoceanische ruggen blijken onderzeese heetwaterbronnen te bestaan, maar ook op 'oude' stukken oceaanbodem. Dat 'oud' is overigens relatief, want het nu ontdekte stuk oceaanbodem met tal van vulkaanpijpen werd zo’n anderhalf miljoen jaar geleden gevormd. Geologisch gezien geen indrukwekkende ouderdom, maar toch wel opzienbarend omdat dit gebied met zijn talrijke heetwaterbronnen veel ouder is dan vergelijkbare gebieden. Het gebied, dat inmiddels 'Lost City' (Verloren Stad) is gedoopt, bevindt zich op zo’n 15 km ten oosten van de as van de Midatlantische Rug. Het magma dat in het centrum van die rug opstijgt, verhardt bij uitvloeiing tot vulkanisch gesteente, dat zijdelings wordt weggedrukt. Zo bestaat de bodem van de Atlantische Oceaan tussen Amerika en Europa in ruwe lijnen uit twee gebieden die vanaf de Midatlantische Rug naar de continenten toe steeds ouder worden.

Heetwaterbronnen langs de midoceanische ruggen treden gewoonlijk niet meer op waar de bodem ouder is dan ongeveer een miljoen jaar. In de Verloren Stad is echter sprake van zeer actief opstijgend, mineraalrijk water, dat door chemische neerslag van de meegevoerde mineralen (bij het contact met het koudere oceaanwater) een soort schoorstenen vormt die tot 60 m hoog kunnen worden. Deze bestaan vooral uit carbonaten, die aan deze schoorstenen een witte kleur verlenen; er komen veel minder zwavelrijke verbindingen voor dan in de 'normale' onderzeese schoorstenen, die een vaak vuile kleur hebben (black smokers). Andere afwijkingen van het normale patroon zijn dat het opstijgende water veel minder heet is (n.l. 40-75 °C) dan bij de 'gewone' onderzeese heetwaterbronnen met hun water van 200-400 °C, en dat het zeer basisch is (met een pH van 9,0 tot 9,8). Net als bij de heetwaterbronnen in de directe nabijheid van de midoceanische ruggen zijn de schoorstenen dicht bevolkt met microorganismen; hiertoe behoren onder meer anaërobe organismen die zeer hoge temperaturen prefereren.

Een volledig nieuwe verklaring voor het ontstaan van deze hete bronnen (de 'gewone' hete onderzeese bronnen hangen, net als op het land, gewoonlijk samen met verhitting van grondwater door de nabijheid van heet magma) wordt nu gegeven door Amerikaanse en Zwitserse onderzoekers, die gebruik maakten van het onderzoekschip Atlantis en de onderzeeër Alvin. Ze veronderstellen dat de warmte van de hete bronnen in de Verloren Stad afkomstig is van een chemische reactie (serpentinisatie) tussen het zeewater en het in de nabijheid opgestegen materiaal dat van de aardmantel afkomstig is. Omdat de geologische omstandigheden ter plaatse sterk lijken op tal van plaatsen nabij de midoceanische ruggen van de Atlantische Oceaan, de Indische Oceaan en de Noordelijke IJszee, verwachten de onderzoekers dat nadere studies zullen uitwijzen dat ook daar soortgelijke heetwaterbronnen en levensgemeenschappen zullen worden aangetroffen als bij de Verloren Stad.

Referenties:
  • Damm, K.L. von, 2001. Lost city found. Nature 412, p. 127-128.
  • Kelley, D.S., Karson, J.A., Blackman, D.K., Früh-Green, G.L., Butterfield, D.A., Lilley, M.D., Olson, E.J., Sohrenk, M.O., Roo, K.K., Leboni, G.T., Rivizigna, P. & the AT3-60 Shipboard Party, 2001. An off-axis hydrothermal vent field near the Mid-Atlantic Ridge at 30° N. Nature 412, p. 145-149.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel: 'Oude' zeebodem vertoont nieuw type heetwaterbronnen, geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (21 juli 2001).

179 Schattingen van zeespiegelstijging waarschijnlijk te hoog
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Schattingen van de snelheid waarmee de zeespiegel stijgt, lopen sterk uiteen. Dat alleen al bewijst dat er geen echt harde gegevens zijn waaruit de zeespiegelstijging kan worden afgeleid. Dat de zeespiegel stijgt, leidt overigens geen twijfel, want de gemiddelde jaartemperatuur stijgt over grote delen van de wereld. Dat betekent dat ook het zeewater warmer wordt, wat leidt tot uitzetting van het water en dus tot een stijging van de zeespiegel.

De stijging van de zeespiegel bedreigt vooral de laagvlakkusten. Daar bevinden zich van oudsher de grootste bevolkingsconcentraties. Zeespiegelrijzing heeft daarom grote consequenties voor de samenleving, en tijdige maatregelen zijn dan ook van groot belang. Voor het nemen van praktisch uitvoerbare en kosteneffectieve maatregelen moet men echter eerst weten hoe snel de zeespiegel stijgt, en hoe lang dat al doorgaan. Gaat men immers uit van onrealistische schattingen, dan zullen ook onrealistische maatregelen moeten worden genomen. In Nederland heeft Rijkswaterstaat zich in het recente verleden herhaaldelijk bezondigd aan onheilspellende (en onrealistische) schattingen, daarbij de verdenking op zich ladend vooral uit te zijn op het kweken van een (politieke) stemming die grote werken voor Rijkswaterstaat (in aansluiting op de deltawerken en de dijkverzwaring) binnen bereik brengt.

Omdat de zeespiegel in het algemeen noch glad is, noch (door getijdenwerking) op hetzelfde niveau blijft staan, is het niet eenvoudig om 'het' zeeniveau op een bepaald moment te bepalen. In praktijk kiest men daarom vaak voor het gemiddelde verschil tussen hoog- en laagwater. Door dat niveau gedurende een bepaalde tijd vast te stellen, en ook daarvan weer het gemiddelde te nemen, krijgt men een waarde die vaak als een betrouwbaar gegeven wordt beschouwd. Door dat niveau jaar na jaar - of decennium na decennium - vast te stellen, ontstaat ook een benadering van de zeespiegelrijzing.

Er zijn echter ook andere methoden om de stijging te schatten. Tussen deskundigen - en politici! - vindt veel discussie plaats over de vraag welke schattingen het meest betrouwbaar zijn. Zo is het - door veel wetenschappers vanwege de politieke invloed verfoeide - International Panel on Climate Change (IPCC) in 1999 met een rapport gekomen dat aangeeft dat eerdere schattingen te laag zijn, en dat overheden dus meer maatregelen moeten nemen dan eerder werd aangenomen (tot die maatregelen behoort in Nederland de ecotaks).

Nieuw onderzoek door Franse oceanografen wijst nu echter uit dat de tot nu toe gehanteerde schattingen geen onderschattingen zijn, maar overschattingen. De zeespiegel zou volgens deze onderzoekers dus minder stijgen dan gedacht. Ze komen tot hun bevinding op basis van rekenmatige modellen, en vergelijking van de resultaten daarvan met satellietmetingen. De conclusie van de Fransen is dat de zeespiegelstijging tussen 1993 en 1998 3,2 (± 0,2) mm per jaar was. Dat komt zeer goed overeen met de berekende stijging ten gevolge van de uitzetting van het warmere zeewater in de bovenste 500 m van de oceanen (3,1 ± 0,4 mm per jaar). Voor de periode van 1955 tot 1996 komen de onderzoekers tot een stijging van 0,5 (± 0,05) mm per jaar (gebaseerd op uitzetting van de bovenste 3000 m zeewater), tegenover eerder schattingen van 1,4 (± 0,1 mm) per jaar.

De bevindingen van de Franse onderzoekers komen er in praktijk op neer dat de recente zeespiegelstijging geheel verklaard kan worden door uitzetting van het zeewater. Dat betekent dat er geen extra component bijkomt die veroorzaakt wordt door afsmeltend poolijs. Dat speelt dus kennelijk geen rol van betekenis. Schattingen voor zeespiegelstijgingen in de toekomst zullen daarmee rekening moeten houden.

Referenties:
  • Cabanes, C., Cazenave, A. & Provost, C. le, 2001. Sea level rise during past 40 years determined from satellite and in situ observations. Science 294, p. 840-842.
  • Church, J.A., 2001. How fast are sea levels rising? Science 294, p. 802-803.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl