NGV-Geonieuws 140

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 September 2007, jaargang 9 nr. 9

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 841 Engeland werd eiland door enorme smeltwaterstromen
  • 842 H2S stijgt op uit zee voor de kust van NamibiŽ
  • 843 Groenland was vroeger inderdaad groen
  • 844 Machu Picchu loopt geen direct gevaar
  • 845 Gebeurtenis in Tunguska (1908) liet mogelijk toch inslagkrater en fragment van ingeslagen hemellichaam achter
  • 846 Kleien op Mars roepen veel vragen op
  • 847 Gave babymammoet gevonden in SiberiŽ
  • 848 Catastrofale branden teisterden Griekenland
  • 849 Jonge mammoet werd minstens vijf jaar gezoogd
  • 850 Miljoenen jaren oude bacteriŽn in ijs van Antarctica springlevend

    << Vorige uitgave: 139 | Volgende uitgave: 141 >>

841 Engeland werd eiland door enorme smeltwaterstromen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie !

Het idee dat het huidige eiland waaruit Engeland, Schotland en Wales bestaat van het vasteland van Europa werd afgescheiden door de eroderende werking van een enorme waterstroom, is niet nieuw. Voor die hypothese werden echter nooit overtuigende bewijzen gevonden. Nu zijn die er wel, dankzij de analyse van gegevens die gedurende 24 jaar bijeen werden gegaard.


Het dal met de brede rivier - met langgerekte eilanden -
tussen Engeland (links) en Frankrijk (rechts).
Kleur geeft waterdiepte aan

De gegevens werden verkregen door onderzoek met hogeresolutie sonar van de bodem van het Kanaal. Dat vormde destijds een dal van tientallen kilometers breed; de diepte was plaatselijk 50 m. Het dal werd uitgeschuurd in de beroemde witte kalksteenformaties die nu ook in het Krijt van Engeland (de 'white cliffs') en Frankrijk (Cap Blanc Nez) voorkomen. De diep uitgeschuurde geulen - met daarin langgerekte eilanden - ontstonden toen kolkende watermassa's zich uitstortten over wat toen een drooggevallen gebied was.


Satellietopname van het huidige kanaal (foto NASA)

Ten noorden van dit dal lag een meer in wat nu het zuidelijk deel van de Noordzee is. In het noorden was het meer begrensd door de toenmalige ijskap, en in het zuiden werd het van het dal in het huidige Kanaal gescheiden door een kalksteenrug die zich van oost naar west uitstrekte. Het meer werd gevoed door de Rijn en de Theems. Omdat het aangevoerde water nergens heen kon, steeg het water in het meer, totdat de kalksteenrug overstroomde. De kracht van het water schuurde toen een steeds breder en dieper wordende geul in de kalksteenrug uit, totdat waarschijnlijk ongeveer een miljoen kubieke meter per seconde uit het meer wegstroomde. Deze extreme gebeurtenis, die moet worden beschouwd als een van de grootste waterverplaatsingen op een continent uit de geologische geschiedenis, zou ca. 425.000 jaar geleden moeten hebben plaatsgevonden.

Tijdens een latere ijstijd ontstond een soortgelijke situatie, waarbij opnieuw, ongeveer 200.000 jaar geleden, een door ijs afgedamd meer op de plaats van de zuidelijke Noordzee plotseling leegliep. Mogelijk was de waterstroom toen zelfs nog groter dan de eerste keer. De in het dal van het Kanaal uitstromende watermassaís schuurden het dal deze tweede keer zoveel verder uit dat het Kanaal ontstond en Engeland een eiland werd (dat alleen weer met het continent verbonden werd tijdens de lage zeestanden van de daarop volgende ijstijden). Uiteraard had deze gebeurtenis ook invloed op de ontwikkeling van het omliggende gebied. Zo gingen de Rijn en de Theems als een grote, gecombineerde rivier zuidwaarts door het Kanaal stromen. Ook had het invloed op de menselijke bewoning: het Kanaal werd een onneembare hindernis; de daar levende prehistorische mens kon onvoldoende meer met de jachtdieren meetrekken, waardoor de bevolking langzaam uitstierf. Ongeveer 100.000 jaar geleden woonden er geen mensen meer op het eiland.

Referenties:
  • Gibbard, Ph., 2007. Europe cut adrift. Nature 448, p. 259-260.
  • Gupta, S., Collier, J.S., Palmer-Felgate, A. & Potter, G., 2007. Catastrophic flooding origin of shelf valley systems in the English Channel. Nature 448, p. 342-345.
  • Kerr, R.A., 2007. Did a megaflood slice off Britain? Science 317, 307.

842 H2S stijgt op uit zee voor de kust van NamibiŽ
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

Eind juli stegen voor de kust van NamibiŽ weer grote wolken van zwavelwaterstof H2S op. De wolken waren zo groot dat ze goed als blauwe en groenige vlekken op satellietopnames te zien zijn. Het gaat om een bijzonder maar overigens niet uitzonderlijk verschijnsel, want soortgelijke 'uitbarstingen' zijn al vaker voor de kust van NamibiŽ waargenomen.


Satellietopname (25 juli 2007) van de opstijgende H2S-wolken

Hoewel H2S een giftig gas is, lijkt de uitstoot boven zee op het eerste gezicht tamelijk onschuldig; inderdaad richten de vrijkomende gassen weinig directe - voor de mens onmerkbare - schade aan. Toch heeft de uitstoot wel degelijk nadelige gevolgen, want het gas onttrekt bij het opstijgen door het zeewater zuurstof aan het water, waardoor op grote schaal vissterfte kan ontstaan.


Ligging van NamibiŽ

Merkwaardig genoeg is het echter het leven in zee zelf de oorzaak van dit verschijnsel. Oceaanstromen voeren namelijk voedselrijk dieptewater vanuit de Stille Zuidzee bij Antarctica naar de westkust van Afrika, waar het opstijgt en aan de oppervlakte komt bij NamibiŽ. In combinatie met de hoge temperatuur leidt dat daar tot 'explosies' van de kleine plantjes die deel uit maken van het plankton (fytoplankton). Dit veroorzaakt de 'algenbloei' die we, zij het op veel kleinere schaal, ook kennen wanneer voedselrijke meren en plassen in Nederland Ďs zomers worden opgewarmd.

Wanneer het fytoplankton afsterft, zakt het naar de zeebodem. Daar vormt het de voedselbron van bacteriŽn die daarbij zuurstof verbruiken. Is er geen zuurstof meer aanwezig, dan verrot het restant op de oceaanbodem door de activiteit van anaŽrobe (zonder zuurstof levende) bacteriŽn, die daarbij H2S afscheiden (ze hebben een stofwisseling waarbij ze hun energie ontlenen aan de reductie van zwavel. Het afgescheiden gas vormt bellen die aanvankelijk aan de bodem blijven vastkleven. Als de bellen groter worden, stijgen ze uiteindelijk op doordat ze lichter zijn dan het zeewater.


Uit H2S in het oppervlaktewater
gevormde zwavelkristallen


Skeleton Coast, waar de uitstoot van H2S
veelvuldig optreedt


Mineralogisch is het interessant dat de waterstof van een deel van het opstijgende H2S reageert met zuurstof uit het zeewater. Daarbij ontstaat water, maar blijft zwavel over dat soms prachtige gele kristallen vormt. Een deel van die kristallen drijft aan het zeeoppervlak, wat bijdraagt aan de vaak prachtig groene kleuren (een mengsel van de gele zwavel en het blauwe zeewater) die het verschijnsel oplevert.

De uitbarsting van H2S eind juli besloeg een gebied dat zich van de Walvisbaai naar het noorden uitstrekt langs Skeleton Coast, en naar het zuiden tot het gebied waar in NamibiŽ grote, parallelle duinen in de woestijn voorkomen.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. Hydrogen sulfide eruption off Namibia. NASA Earth Observatory, Natural Hazards. http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/shownh.php3?img_id=14415.

Satellietfoto: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA GSFC. Kaart: NASA, Natural Hazards. Foto Skeleton Coast: D Magazine. Foto zwavelkristallen: Smitsonian Institution.

843 Groenland was vroeger inderdaad groen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De namen 'Groenland' en 'IJsland' wekken vaak wat verbazing omdat IJsland weliswaar grotendeels met ijs bedekt is maar ook (in het zuiden) een redelijk groene kuststrook heeft, terwijl Groenland geen noemenswaardig groen vertoont. De namen zijn echter afkomstig uit de tijd van de reizen van de Vikingen, en destijds was het klimaat anders dan nu, waardoor ook de begroeiing in deze noordelijke gebieden anders was.


Onderzoek van het silthoudende ijs uit boring Dye-3

In een verder verleden was Groenland nog veel groener dan in de tijd van de Vikingen. Dat blijkt uit de analyse van boorkernen door de huidige ijskap. De hele ijskap werd op diverse plaatsen doorboord; de Dye-3 boring (zuid-centraal Groenland) ging door het ijs van 2 km dik, en de GRIP boring (vanaf de top van de ijskap) door 3 km. Aan de basis van het ijs bleek het verontreinigd te zijn met silt. Dit ijs bevatte geen macrofossielen, maar wel enkele pollen. De basis van de Dye-3 boring bevatte echter ook restanten van aminozuren (bouwstenen van DNA).

Aan de hand van dit materiaal hebben onderzoekers delen van het DNA kunnen reconstrueren (en vermenigvuldigen), op basis waarvan inzicht werd verkregen in de aard van de organismen die ter plaatse leefden toen het gebied door ijs werd bedekt. Hoewel het ijs zelf niet direct te dateren is, wisten de onderzoekers via een aantal omwegen toch de ouderdom van het organisch materiaal vast te stellen; dat bleek 450.000-800.000 jaar oud. Een van de toegepaste technieken was 'optically stimulated luminescence' (OSL), een techniek waarbij kan worden vastgesteld wanneer kleine kwartskorrels voor het laatst aan zonlicht blootgesteld zijn geweest. Na bedekking van het ijs is dat uiteraard niet meer het geval geweest.


Zo zou Groenland er destijds hebben uitgezien

Het DNA waarvan restanten in de boorkern zijn aangetroffen, moet hebben toebehoord aan insecten (onder meer vlinders en motten) en aan een betrekkelijk breed scala van planten, waaronder dennen, sparren, elzen en taxis. Uit een en ander valt op te maken dat Groenland destijds bebost moet zijn geweest.

Dat was niet gedurende de voorlaatste tussenijstijd (interglaciaal), het Eemien (130.000-116.000 jaar geleden). Daarvoor is het organisch materiaal te oud. Dat betekent dat, in tegenstelling tot wat algemeen werd aangenomen, Groenland met ijs bedekt moet zijn gebleven; anders zou er immers (ook) jonger organisch materiaal aan de basis van het ijs aanwezig zijn. De vondst en de daaruit voortvloeiende conclusie van een gedurende het Eemien met ijs bedekt Groenland is ook van belang voor ons inzicht in de gevolgen van temperatuurstijging. Gedurende het Eemien was de temperatuur namelijk hoger dan nu (en de zeespiegel stond ook zo'n 6 m hoger dan nu). Dat het ijs op Groenland toen toch niet verdween, betekent dat onze klimaatmodellen geen juiste 'voorspellende' waarde hebben voor het Eemien, en waarschijnlijk dus ook niet voor de toekomst. Het rampscenario van overstroomde kustgebieden als gevolg van een zeespiegelstijging door afsmelten van het ijs op Groenland is daarmee opnieuw een stuk ongeloofwaardiger geworden.

Referenties:
  • Curry, A., 2007. Ancient DNAís intrepid explorer. Science 319, p. 36-37.
  • Willerslev, E., Cappellini, E., Boomsma, W., Nielsen, R., Hebsgaard, M.B., Brand, T.B., Hofreiter, M., Bunce, M., Poinar, H.N., Dahl-Jensen, D., Johnsen, S., Steffensen, J.P., Bennike, O., Schwenniger, J.-L., Nathan, R., Armitage, S., Hoog, C.-J. de, Alfimov, V., Christl, M., Beer, J., Muscheler, R., Barker, J., Sharp, M., Penkman, K.E.H., Haile, J., Taberlet, P., Gilbert, M.Th.P., Casoli, A., Campani, E. & Collins, M.J., 2007. Ancient biomolecules from deep ice cores reveal a forested southern Greenland. Science 3127, p. 111-114.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Eske Willerslev, Centre for Ancient Genetics, University of Copenhagen, Kopernhagen (Denemarken).

844 Machu Picchu loopt geen direct gevaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een van de meest indrukwekkende monumenten die door de UNESCO op de lijst van 'World Heritage Sites' (plaatsen van werelderfgoed) zijn geplaatst, is Machu Picchu in Peru. Deze stad van de Inca's, die in 1911 werd (her)ontdekt, is nog zodanig intact dat hij een goed beeld geeft van de cultuur van deze indianen en de wijze waarop de stadsbewoners leefden. Machu Picchu is daarom al tientallen jaren een plaats die zeer veel toeristen trekt.


Overzicht over Machu Picchu met op de achtergrond de berg Huayna Picchu

Aan dat toerisme zijn echter beperkingen gesteld nadat zo'n tien jaar geleden bleek dat de hellingen waarop de stad is gebouwd onstabiel zijn, waardoor afschuivingen deze unieke archeologische plaats bedreigen. De media klopten de gevaren sterk op, waarna door de autoriteiten werd besloten het bezoek aan de stad vrijwel geheel stil te leggen, en onderzoek te doen naar de risicoís. Die leken - in ieder geval voor buitenstaanders - groot toen in december 1995 en januari 1996 in totaal vier afstortingen met elk volumes van enkele duizenden kubieke meters plaatsvonden. Geologisch gezien gaat dat overigens om zeer kleine verschijnselen. Niettemin werd er een uitgebreid netwerk opgezet om de bodembewegingen vast te stellen, ook al omdat zelfs geringe afglijdingen de in de bouwstenen en omliggende rotsen van nature bestaande diaklazen (splijtvlakken zonder verplaatsing) kunnen verbreden, waardoor die splitvlakken ook dienst zouden kunnen gaan doen als zones waaruit nieuwe afglijdingen worden vergemakkelijkt.


Gespleten blok waardoor een blok van de
Huayna Picchu-Berg kan afstorten


Meting van een door hellingprocessen verbrede
spleet


Een Tsjechisch onderzoeksteam heeft uitvoerige metingen gedaan van de mate waarin scheuren ontstaan en breder worden. Ook werd bodemkundig en hydrologisch onderzoek uitgevoerd om na te gaan wat de effecten van het grondwater zijn, en in hoeverre bodemvorming bijdraagt aan een verhoogd risico op afschuivingen. Gelukkig heeft dat onderzoek buitengewoon geruststellende resultaten opgeleverd.

Zo geven de metingen geen enkele indicatie voor het bestaan van de veronderstelde grootschalige beweging in de ondergrond, die in een onderzoek uit 2001 werd gesuggereerd. Omdat het moeilijk is voor te stellen dat die bewegingen tussen 1995 en 2001 wel op grote schaal optraden, maar niet daarna, is het hoogst twijfelachtig of ze werkelijk bestaan. Wel werd overigens vastgesteld dat er bewegingen optreden, maar die betreffen steeds individuele rotsblokken waarvan de ligging instabiel is geworden door voortgaande verwering of door het inzakken van ondergrondse ruimtes die door de Incaís waren aangelegd. Ook de jaarlijkse variatie van het watergehalte in de bodem speelt hierbij een rol. Van de opgetreden onomkeerbare deformaties kan volgens de metingen geen enkele worden beschouwd als een aanwijzing dat er direct gevaar bestaat voor het instorten van Machu Picchu.


De meetlocaties (hier op de berg Putucusi)
vereisten vaak klimwerk


Door de Inca's aangelegd kanaal van een bron
naar Machu Picchu


Deze geruststellende bevindingen houden in dat de beperkingen die aan het toerisme zijn opgelegd, niet zinvol zijn. Of de wetenschappelijke argumenten zullen leiden tot intrekking van de beperkingen door de autoriteiten moet overigens nog maar worden afgewacht. De ervaring is dat veel autoriteiten liever weinig publiek hebben bij de objecten waarvoor ze verantwoordelijk zijn...

Referenties:
  • VilŪmek, V., Zvelebil, J., Klimeö, J., Patzelt, Z., Astete, F., KachlŪk, V. & Hartvich, F., 2007. Geomorphological research of large-scale slope instability at Machu Picchu, Peru. Geomorphology 89, p. 241-257.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door VŪt VilŪmek, Department of Physical Geography and Geoecology, Charles University, Praag (TsjechiŽ).

845 Gebeurtenis in Tunguska (1908) liet mogelijk toch inslagkrater en fragment van ingeslagen hemellichaam achter
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op 30 juni 1908 vond er in SiberiŽ een gebeurtenis plaats waarvan begeleidende verschijnselen in grote delen van Europa en centraal-AziŽ werden waargenomen. Het ging daarbij onder meer om lichtverschijnselen. Wereldwijd werden seismische schokgolven waargenomen. Het bleef lang onduidelijk wat van dit alles de oorzaak was, mede omdat het gebied nauwelijks toegankelijk is. Pas zoín tien jaar later vond er een expeditie naar het gebied plaats waar het epicentrum lag, nabij de rivier Podkamenaya Tunguska (daarom spreekt men gewoonlijk van de Tunguska-gebeurtenis). Daarbij bleek dat in een gebied van meer dan 2000 km2 de bomen van de taiga als lucifershoutjes waren geknakt. Vrijwel alle bomen lagen in richtingen die overeenkomen met de straal van een cirkel, waarvan het middelpunt bij de Tunguska-rivier lag. Er was dus duidelijk sprake van een enorme drukgolf, en de voor de hand liggende verklaring was dat die het gevolg was van de inslag van een hemellichaam met aanzienlijke afmetingen; in ieder geval was het de zwaarste inslag waarvan mensen getuigenis hebben kunnen afleggen. Momenteel wordt aangenomen dat de daarbij opgetreden schokgolf te vergelijken is met die van een bom van 10-15 miljoen ton TNT.


Zo'n 60 miljoen bomen knakten in 1908 als lucifershoutjes


Ligging van het Cheko-meer
nabij het epicentrum van de drukgolf


Een probleem bij deze interpretatie was echter dat geen inslagkrater werd aangetroffen, en dat ook geen fragmenten van het ingeslagen hemellichaam werden gevonden. Daarom werd de algemene opvatting dat het hemellichaam in de atmosfeer moest zijn geŽxplodeerd, onder invloed van de wrijving en de daarbij opgetreden (over)verhitting. Tijdens die explosies zouden fragmenten gevormd zijn die mogelijk op aarde ingeslagen zouden zijn. Inderdaad werden bij een expeditie op het eind van de dertiger jaren enkele depressies aangetroffen die met veen waren opgevuld, en die door de onderzoekers werden geÔnterpreteerd als kleine kraters gevormd bij het inslaan van een zwerm brokstukken van het hemellichaam. Maar omdat ook in die depressies geen extraterrestrisch materiaal werd aangetroffen, werden de depressies door andere wetenschappers niet erkend als inslagkraters. Toen ook bij volgende expedities, waarbij specifiek naar deeltjes van het hemellichaam werd gezocht niets werd gevonden, versterkte dat de opvatting dat na de ontploffing in de lucht (van wat nu wordt aangenomen een steenmeteoriet te zijn geweest) alle brokstukken in de atmosfeer waren verbrand.


Het Cheko-meer

Inslag van tenminste ťťn brokstuk lijkt nu echter weer waarschijnlijk. Onderzoekers hebben een vrijwel cirkelvormig meer aangetroffen (het Cheko-meer), dat zo'n 300 m in doorsnede is, dat - in tegenstelling tot andere meren in het gebied - merkwaardig steile wanden heeft, en dat zoín 50 m diep is. Het ligt ongeveer 8 km van het epicentrum van de opgetreden schokgolf. Een onderzoeksteam onder leiding van Luca Gasperini heeft dit meer onderzocht met sonar en met seismiek, en heeft ook bodemmonsters genomen. Op basis van de zo verkregen informatie stellen de onderzoekers dat het meer sterk afwijkt van de thermokarstmeren in SiberiŽ, dat het niet overeenkomt met meren die het gevolg zijn van 'normale' tektoniek, en evenmin met meren die 'normale' erosie- en sedimentatieprocessen doorlopen. Daarentegen komen de karakteristieken wel overeen met die van meren waarvan bekend is dat ze gevormd zijn door een inslag.


Seismische sectie (met interpretatie) door het Cheko-meer

Van bijzonder belang voor de interpretatie van het ontstaan van het meer lijkt de aanwezigheid van een massief lichaam op ongeveer 10 m onder het sediment in het midden van het meer. Dat zou heel goed een fragment van het geŽxplodeerde hemellichaam kunnen zijn, maar dat zal pas na een volgende expeditie - die gebruik zal moeten maken van andere boorapparatuur - duidelijk kunnen worden.


Reconstructie van het Cheko-meer(met veel lagere waterspiegel)
kort na de inslag

Volgens David Morrison, een planetoloog van NASA, zou het vinden van een fragment aanzienlijke consequenties kunnen hebben. Berekeningen van de bij de explosie vrijgekomen energie geven namelijk aan dat het object een grootte moet hebben gehad die overeenkomt met die van de meest waarschijnlijke toekomstige hemellichamen die de aarde zullen treffen met een kracht die aanzienlijke schade zal aanrichten. De huidige modellen geven echter aan dat hemellichamen van een dergelijke omvang in de atmosfeer zullen fragmenteren in zulke kleine brokstukken dat ze geen inslagkraters van betekenis zullen vormen. Als het massieve lichaam onder het Cheko-meer inderdaad zo'n fragment blijkt, zullen de modellen dus moeten worden herzien. De volgende expeditie naar het Cheko-meer kan dan ook op grote wetenschappelijke belangstelling rekenen.


Door gebrek aan concurrenten konden de
paar bij de inslag overeind gebleven bomen
goed groeien, wat leidde tot brede jaarringen
na 1908


Bemonstering van veen uit
de oever van het Cheko-meer
t.b.v. datering


Referenties:
  • Gasperini, L., Alvisi, F., Biasini, G., Longo, G., Pipan, M., Ravaioli, M. & Serra, R., 2007. A possible impact crater for the 1908 Tunguska event. Terra Nova 19, p. 245-251.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Luca Gasperini, ISMAR-CNR, Sezione di Geologia Marina, Bologna (ItaliŽ), afkomstig van de Tunguska-pagina van de Universiteit van Bologna: http://www-th.bo.infn.it/tunguska/

846 Kleien op Mars roepen veel vragen op
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Dankzij gedetailleerde foto's is een goed beeld ontstaan van de gesteenten die op Mars aan het oppervlak liggen. Zo zijn duizenden vierkante kilometers bedekt met kleipakketten die, zoals blijkt uit de gesteenteopeenvolgingen die in geulen konden worden vastgesteld - soms wel 100 m dik zijn. Omdat bijna alle kleien op aarde ontstaan bij de aanwezigheid van water in een extreem vochtig klimaat, hebben deskundigen sinds de ontdekking van deze kleien steeds aangenomen dat er in de vroege geschiedenis van Mars vloeibaar water aanwezig moet zijn geweest. Niet voor niets wordt voor die periode op Mars wel de naam 'Noachien' gebruikt.


Klei in een krater die gedurende het Noachien werd gevormd. (Foto: Mars Express/HRSC/OMEGA)

Dat vloeibare water op Mars, daar aanwezig tot ca. 3,7 miljard jaar geleden, zou volgens de deskundigen een gevolg moeten zijn geweest van een warm klimaat dat werd veroorzaakt door een atmosfeer die rijk was aan CO2. Of dat ook werkelijk het geval was, moet echter ernstig worden betwijfeld sinds de Franse 'postdoc' Vincent Chevrier met twee collega's de sedimenten van Mars aan een thermodynamische berekeningen onderwierp. Bij die berekeningen gingen de onderzoekers uit van het feit dat de kleien gevormd moeten zijn onder omstandigheden aan het Marsoppervlak die in evenwicht waren met de omstandigheden die nodig zijn voor de vorming van andere mineralen, in het bijzonder die van carbonaten, sulfaten en ijzeroxiden. Daarbij was al direct een probleem dat, als de Marsatmosfeer rijk aan CO2 was, er behalve klei ook carbonaten zouden moeten zijn gevormd. Er zijn tot nu toe op Mars echter helemaal geen carbonaten aangetroffen. Daaruit moesten Chevrier en zijn collega's concluderen dat er geen sprake kan zijn geweest van een hoge atmosferische CO2-concentratie, maar dat de atmosfeer juist weinig CO2 moet hebben bevat.


Keiafzettingen (blauw) in Mawrth Vallis. (Foto: Mars Express/HRSC/OMEGA)

Deze conclusie betekent niet automatisch dat er geen warm klimaat kan hebben geheerst dat tijdens het Noachien kleivorming onder waterrijke of humide omstandigheden mogelijk maakte. Er kunnen immers ook andere gassen via een broeikaseffect voor een warm klimaat hebben gezorgd. Een van die gassen zou methaan kunnen zijn geweest. Die hypothese doet echter de vraag rijzen waar dat methaan dan gebleven is. Het is ook niet uitgesloten dat veelvuldige inslagen van hemellichamen zoveel energie deden vrijkomen in de vorm van warmte dat daardoor het Marsoppervlak werd opgewarmd. Maar het is volstrekt onduidelijk hoe dat zou moeten leiden tot de vorming van kleimineralen, laat staan tot de vorming van tientallen meters dikke pakketten over duizenden vierkante kilometers. In principe kunnen sommige van deze vragen worden beantwoord op een wijze die niet direct te falsifiŽren is. Zo zouden er op grote schaal voorkomens van carbonaten en/of methaan kunnen zijn in de ondergrond van Mars. Dat zou in theorie zelfs zo diep kunnen zijn dat die niet met een Paarsrood zouden zijn op te sporen. Dergelijke hypotheses zijn echter niet erg waarschijnlijk.


Door OMEGA waargenomen gehydrateerde mineralen (rode punten en cirkels geven kleimineralen aan; blauw geeft sulfaten aan; geel betreft niet-gedetermineerde gehydrateerde mineralen). (Foto uit Bibring et al., 2006)

De berekeningen van de onderzoekers wijzen uit dat fyllosilicaten die rijk waren aan driewaardig ijzer waarschijnlijk werden gevormd in een zwak zuur tot licht basisch milieu. Daarna moet een periode zijn opgetreden waarin verwering optrad onder sterk zure omstandigheden, waarbij sulfaten werden gevormd. De oxidatie van het Marsoppervlak was toen al in volle gang, waardoor waterstof kon ontsnappen. Dat lijkt allemaal logisch en goed verklaarbaar. Het raadsel van de atmosferische samenstelling waaronder de kleien werden gevormd, is echter alleen maar groter geworden.

Referenties:
  • Catling, D.C., Ancient fingerprints in the clay. Nature 448, p. 31-32.
  • Chevrier, V., Poulet, F. & Bibring, J.-P., 2007. Early geochemical environment of Mars as determined from thermodynamics of phyllosilicates. Nature 448, p. 60-63.
  • Bibring, J.-P., Langevin, Y., Mustard, J.F., Poulet, F., Arvidson, R., Gendrin, A., Gondet, B., Mangold, N., Pinet, P., Forget, F. & the OMEGA team, Berthť. M., Bibring, J.P., Gendrin, A., Gomez, C., Gondet, B., Jouglet, D., Poulet, F., Soufflot, A., Vincendon, M., Combes, M., Drossart, P., Encrenaz, Th., Fouchet, Th., Merchiorri, R., Belluci, GC., Altieri, F., Formisano, V., Capaccioni, F., Cerroni, P., Coradini, A., Fonti, S., Korablev, O., Kottsov, V., Ignatiev, N., Moroz, V., Titov, D., Zasova, L., Loiseau, D., Mangold, N., Pinet, P., Doutť, S., Schmitt, B., Sotin, Chr., Hauber, E., Hoffmann, H., Jaumann, R., Keller, U., Arvidson, R., Mustard, J.F., Duxbury, T., Forget, F. & Neukum, G., 2006. Global mineralogical and aqueous Mars history derived from OMEGA/Mars Express data. Science 312, p. 400-404.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Vincent Chevrier, W.M. Keck Laboratory for Space Simulation, University of Arkansas, Fayetteville, AR (Verenigde Staten van Amerika).

847 Gave babymammoet gevonden in SiberiŽ
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 !

Uit het ijs van het Yamal-schiereiland in noordwest-SiberiŽ blijkt al in mei, langs de oever van de Yuribei, een babymammoet te voorschijn te zijn gekomen. Het dier, dat ca. 50 kilo weegt, 85 cm hoog en 130 cm lang is, moet bij het overlijden ongeveer 4-6 maanden oud zijn geweest, en daarna in korte tijd zijn ingevroren. In die ingevroren toestand, die zeker 10.000 jaar (misschien zelfs 40.000 jaar) heeft geduurd, is het dier goed bewaard gebleven: alleen de staart ontbreekt (het ziet er naar uit dat die is aangevreten, waarschijnlijk toen het dier deels net uit het ijs te voorschijn was gekomen). De oorzaak van het overlijden van dit mammoetkalf is nog niet bekend, maar het kan niet van de honger zijn omgekomen, want het had een volle maag.


Een eerste onderzoek van Lyuba

In de loop der tijd is een aanzienlijk aantal in het ijs ingevroren mammoeten geheel of gedeeltelijk teruggevonden. Het aantal vondsten van jonge mammoetkalveren is echter zeer gering (misschien vijf); het tot nu toe beroemdste mammoetkalf is Dima, die in 1977 in het verre oosten van Rusland werd gevonden. Het precieze aantal mammoetkalveren is onbekend omdat in de laatste jaren een levendige handel (vooral via Internet) in mammoetresten is ontstaan. Dat is - voor zover de vondsten op Russisch grondgebied zijn gedaan - illegaal, want de Russische Staat heeft zichzelf officieel tot eigenaar van al dergelijke vondsten uitgeroepen. De prijzen op de (dus illegale maar niettemin via Internet openbare) markt voor mammoetrestanten zijn hoog: zelfs voor een stukje haar van 2-3 cm wordt al gauw een prijs van zoín 40 euro gevraagd. Het is dan ook buitengewoon gelukkig dat de vinder van het kalf, de rendierherder Yuri Khudi, de vondst direct heeft overgedragen. Onbekend is of hij daarvoor een beloning heeft gekregen, maar wel is het kalf (een vrouwtje) vernoemd naar zijn echtgenote: Lyuba.


Lyuba werd in een eenvoudige houten kist vervoerd

Nog nooit werd zoveel zacht weefsel (zelfs de ogen!) in een mammoetjong aangetroffen. Er lijkt dan ook zoveel DNA goed bewaard te zijn gebleven, dat Larry Agenbroad, directeur van het Mammoth Site in Hot Springs onderzoekcentrum, denkt dat het niet uitgesloten is dat het dier gekloond kan worden. Dat wordt overigens bestreden door Alexei Tikhonov, onderdirecteur van het ZoŲlogisch Instituut van de Russische Academie van Wetenschappen, waar Lyuba voorlopig is ondergebracht. Hij denkt dat de vorst teveel schade aan het genetisch materiaal heeft aangebracht. Inderdaad bleek het DNA van mammoeten tot nu toe van onvoldoende kwaliteit om te klonen; dat bleek onder meer bij pogingen met materiaal van een mammoet die in 1997 werd gevonden. Het is echter zeker niet uit te sluiten dat Lyuba of een nieuwe vondst wel bruikbaar DNA bevat. In dat geval zou wellicht een 'hybride' gekweekt kunnen worden, bijv. door sperma te injecteren in het van DNA ontdane eitje van een naaste verwant zoals de Aziatische olifant.


Vindplaats van Lyuba

Lyuba zal eerst worden overgebracht naar het ZoŲlogisch Museum in St. Petersburg. Daarna zal ze in de loop van dit jaar worden overgebracht naar de Jikei Universiteit in Tokyo, waar ze zal worden onderzocht door een team onder leiding van prof. Naoki Suzuki. Daarbij zullen ondermeer scans worden gemaakt zodat een goed 3-dimensionaal beeld wordt verkregen van haar inwendige organen. Na het uitgebreide onderzoek zal Lyuba weer terug naar St. Petersburg worden gebracht.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. The calf that came in from the cold. Nature 448, p. 237.
  • Rincon, P., 2007. Baby mammoth discovered unveiled. BBC News.

848 Catastrofale branden teisterden Griekenland
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Eind augustus is Griekenland getroffen door de zwaarste branden sinds mensenheugenis. Het land was - overigens net als de naburige landen, waar ook veel branden optraden, maar op een minder catastrofale schaal - al tijden geplaagd door ernstige droogte. In combinatie met uitzonderlijk hoge temperaturen (vaak boven de 40 ĄaC) en een vaak straffe wind leverde dat ideale condities op voor bosbranden. Die traden dan ook in grote aantallen op, vooral in het zuidwesten van de Peloponnesus, maar ook het 'vasteland' van Griekenland werd door talrijke (maar vaak kleinere) branden geteisterd.


Talrijke branden (roodomlijnd) met enorme
rookwolken teisterden vooral de Pelopponnesus


Grote verbrande gebieden (bruin) steken
schril af tegen het gespaarde gebied (groen)


De oorzaak van de branden is niet bekend. Het is waarschijnlijk dat menselijke activiteit een rol heeft gespeeld. Zo wordt er gespeculeerd dat diverse branden zijn aangestoken door projectontwikkelaars die zo hopen meer (en goedkopere) bouwgrond ter beschikking te krijgen. Die suggestie lijkt echter - althans voor de overgrote meerderheid van de branden - niet erg waarschijnlijk, want de meeste branden troffen gebieden die buitengewoon moeilijk toegankelijk zijn. Ook wordt wel geopperd dat herders branden hebben aangestoken om zo hun kuddes van schapen of geiten op termijn weer van vers groen te kunnen voorzien. Ook die oorzaak ligt echter niet voor de hand, want de herders passen die methode al eeuwenlang toe, en hebben daarmee grote ervaring. Dat zoveel door hen aangestoken branden binnen korte tijd volledig uit de hand zouden zijn gelopen, is niet erg waarschijnlijk. Veel meer voor de hand ligt dat de - vaak weinig voorzichtige - Grieken (of toeristen) brand hebben veroorzaakt door het weggooien van niet goed uitgemaakte sigaretten. Een andere mogelijkheid is dat het op grote schaal in de natuur weggegooid glas (ondermeer van flessen) als een brandglas heeft gewerkt. De uitzonderlijke weersomstandigheden lieten dat zeker toe.


Een verlaten huis in een van de verbrande gebieden


Nog lang na de brand bleven zich rookwolken ontwikkelen


Hoe het ook zij, de branden konden langdurig voortwoekeren, mede door de straffe wind. De talrijkheid van de brandhaarden en hun uitgestrektheid maakte het bluswerk tot een vaak hopeloze taak, ook al omdat de meeste bosgebieden nauwelijks toegankelijk waren. Waar dat wel het geval was, was bluswater vanwege de grote droogte vaak maar mondjesmaat voorhanden. De inzet van blusvliegtuigen en -helikopters, die vaak ver moesten vliegen om een nieuwe watervoorraad te halen, was dan ook in veel gevallen niet meer dan een druppel op een gloeiende plaat. In totaal ging daardoor meer dan 200.000 hectare bos verloren.


Voor blusvliegtuigen en -helicopters was het
haast onbegonnen werk


Ook vlakbij de restanten van het klassieke
Olympia hebben de berghellingen in brand gestaan


Bij de bluswerkzaamheden en de evacuatie van bedreigde gebieden zijn tientallen mensen omgekomen. Toen de wegen door de verbrande gebieden weer werden vrijgegeven, konden in de nog rokende zones tal van verbrande huizen en auto's worden gezien. Er waren echter niet alleen menselijke slachtoffers en economische schade te betreuren, maar ook werden tal van archeologische plaatsen door het vuur bedreigd. Het ergst was dat met het klassieke Olympia. Zowel het museum als de indrukwekkende restanten van deze klassieke plaats ontsnapten op het laatste moment aan het vuur, doordat de wind plotseling draaide. Bomen op twee meter afstand van het museum zijn verbrand, evenals de berghellingen direct naast de restanten van de oude bouwwerken.

Geologisch zal deze brand zijn sporen nalaten in de vorm van een wijdverspreid niveau met houtskoolresten, zoals we die ook kennen uit het geologische verleden.

Referenties:
  • Anonymus, 2007. Fires in Greece. NASA Earth Obervatory, Natural Hazards. http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/shownh.php3?img_id=14469.

Satellietfoto's: MODIS Rapid Response Team, Goddard Space Flight Center. Overige foto's: Tom van Loon

849 Jonge mammoet werd minstens vijf jaar gezoogd
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 !

Slagtanden van olifantachtigen (Proboscidae) kunnen veel informatie opleveren over de omstandigheden waaronder de 'eigenaars' leefden. Dat blijkt opnieuw uit een recent gepubliceerd, lang verwacht artikel van onderzoekers die de desbetreffende (voorlopige) gegevens al op een conferentie van de Society of Vertebrate Paleontology (Mesa, Arizona) in oktober 2005 hadden gepresenteerd. Ze onderzochten de slagtand van een jonge wolharige mammoet (Mammuthus primigenius). Slagtanden van mammoeten groeiden continu door en werden ieder jaar ongeveer een halve centimeter dikker. Dat gebeurde door de afzetting van dentine (een chemische stof die we in het dagelijks leven kennen als 'ivoor'). Bij nauwkeurige waarneming blijken de mammoetslagtanden opgebouwd uit concentrische laagjes die bestaan uit een donker- en een lichtergekleurd deel dentine. De kleurverschillen hangen samen met de mate van mineralisatie van de eiwitmatrix. De concentrische adenineafzettingen bestaande uit een donkerder en een lichter gedeelte vormen jaarringen. Binnen iedere jaarring kunnen met de microscoop weer 365 laagjes worden onderscheiden die 'dagringen' vormen. Omstreeks elke zevende dagring komt er een donkergekleurd laagje voor, wat er op lijkt te wijzen dat zelfs weken op de een of andere - nog niet goed verklaarde - wijze invloed uitoefenden op de wijze waarop dentine in een mammoetslagtand werd afgezet. Door deze zeer fijne gelaagdheid, waarin via de verhouding tussen diverse isotopen de aard van het menu wordt vastgelegd, vormen de slagtanden een nauwkeurig 'dagboek' van wisselingen in het dieet.


De onderzochte mammoetslagtand

Uit de slagtand van het onderzochte jong maken de onderzoekers op dat het jong 5,5 tot 6 jaar oud moet zijn geweest toen het overleed. De slagtand vertoont, vooral in de oudst bewaard gebleven jaarring (in de eerste twee jaar werd nog geen slagtand gevormd), een overmaat aan het stikstofisotoop N-15, waarvan bekend is dat dit veroorzaakt wordt door het drinken van moedermelk. In de jongere jaarringen neemt het 'extra' gehalte aan N-15 af, waaruit blijkt dat het jong steeds minder afhankelijk werd van moedermelk, maar tot zijn overlijden nog wel steeds werd gezoogd.

De afname van N-15 is niet geleidelijk, maar trendmatig. In de concentratie komen schommelingen voor, die samenvallen met schommelingen in de relatieve concentratie van de koolstofisotoop C-13. Deze gegevens wijzen op seizoensafhankelijke variaties in het dieet van de jonge mammoet. Het seizoen waarin planten groeiden in het arctische klimaat waarin de mammoet leefde, was - zoals reeds bekend uit andere gegevens, maar nu ook bevestigd door de chemische opbouw van de onderzochte slagtand - heel kort. Dit is duidelijk terug te vinden in de verhouding tussen de koolstofisotopen en die tussen de stikstofisotopen: gedurende het korte groeiseizoen van de planten vulde het jong zijn dieet van vooral moedermelk aan met planten, waarvan de proteÔnen in de slagtand zijn terug te vinden.

Omdat het jong tot zijn overlijden (ook) werd gezoogd, kunnen de onderzoekers niet uitmaken hoe lang de zoogtijd van mammoeten moet hebben geduurd. De minimale tijd van 5,5-6 jaar komt echter overeen met de zoogtijd van Afrikaanse olifanten die leven onder omstandigheden waarbij ze grote moeite hebben om aan voldoende voedsel te komen.

Referenties:
  • Rountrey, A.N., Fisher, D.C., Vartanyan, S. & Fox, D.L., 2007. Carbon and nitrogen isotope analyses of a juvenile woolly mammoth tusk: evidence of weaning. Quaternary International 169-170, p. 166-173.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Adam Rountrey, Department of Geological Sciences, University of Michigan, Ann Arbor, MI (Verenigde Staten van Amerika).

850 Miljoenen jaren oude bacteriŽn in ijs van Antarctica springlevend
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie !

Speciaal voor dit onderzoek genomen monsters uit het ijs van Antarctica (van gletsjers in Mullins en Beacon Valley) hebben een spectaculair resultaat opgeleverd. Er werden levende bacteriŽn in aangetroffen, hoewel de bemonsterde ijspakketten tussen de 10.000 en de 8 miljoen jaar oud zijn. Dat is buitengewoon verrassend, want er werd tot nu toe sterk aan getwijfeld of zelfs primitieve organismen zoals bacteriŽn zo lang onder zeer koude omstandigheden zouden kunnen overleven. Vanwege een bacterie die werd aangetroffen op materiaal dat op de maan was achtergelaten, was sinds de maanlandingen van de Verenigde Staten al bekend dat bacteriŽn zeer lage temperaturen en een vrijwel zuurstofloze atmosfeer konden overleven, maar dat ging om een beperkte tijdsduur.


Locatie van de twee onderzochte dalen (Mullins Valley en Beacon Valley).

Zo mogelijk nog verrassender was dat het DNA van de bacteriŽn de lange winterslaap bij zulke lage temperaturen goed heeft doorstaan. In het algemeen beschouwen biologen DNA als een zeer kwetsbare stof, die betrekkelijk snel zou worden aangetast. Daarom is het volgens de meeste biologen ook onmogelijk om uit fossiel DNA nieuwe organismen te kweken. Inderdaad zijn pogingen daartoe tot nu toe mislukt, maar daar staat tegenover dat er ook biologen zijn die aannemen dat zulke grote delen van DNA (bijv. van ingevroren mammoeten) bewaard kunnen blijven dat het op termijn mogelijk zal zijn - door stukken DNA van verschillende individuen van een soort 'aan elkaar te knopen' - om een individu te reproduceren (zie ook Geonieuws 847).


Beacon Valley met uitzicht op de Taylor-gletsjer

Niet verrassend is dat in de monsters van relatief jong ijs meer bewaarde microorganismen werden aangetroffen dan in ouder ijs. Van zowel de oude als de jonge microben werden kweken gemaakt. Dat lukte bij alle monsters, zij het dat de 'jonge' bacteriŽn zich gemakkelijker vermenigvuldigden dan de oude. Bij de jongste bacteriŽn verdubbelde het aantal individuen zich tijdens het opkweken elke paar dagen, terwijl dat bij de oudste microben ongeveer 70 dagen duurde. Dat laatste bewijst dat die oude bacteriŽn wel 8 miljoen jaar in het ijs overleefden, maar dat hun mogelijkheid tot voortplanting duidelijk was afgenomen. Dat kwam mede doordat kennelijk toch hun DNA op de een of andere manier was aangetast; dat was zelfs zodanig dat de opgekweekte individuen van de oudste bacteriŽn niet meer konden worden gedetermineerd; kennelijk leidde het in de loop der tijd beschadigde DNA toch tot een soort mutaties.


Opname met een epifluorescentiemicroscoop,
waarop de bacteriŽn in het ijsmonster groen oplichten

De aantasting van het DNA blijkt niet geleidelijk te zijn gegaan. De onderzoekers vonden dat het DNA kennelijk met een exponentieel afnemende snelheid veranderde: iedere 1,1 miljoen jaar werd kennelijk de helft van het overgebleven DNA beschadigd. Daardoor bleven in de loop der tijd steeds minder onbeschadigde genen over. Van de oorspronkelijke omstreeks 3 miljoen basenparen die het genoom van een bacterie gemiddeld bevat, waren er in de individuen uit het oudste ijs gemiddeld nog maar 210 basenparen op de juiste wijze aan elkaar gekoppeld. Omdat er echter zoveel bacteriŽn in het ijs zijn opgenomen, liet dat echter nog genoeg individuen over die zich onder de gunstige laboratoriumomstandigheden van de kweek konden verveelvuldigen.


Opname met een scanning electronmicroscoop
met bacteriŽn (kleine bolletjes) temidden van
zandkorrels uit het ijs


SEM-opname met meer details


Dit betekent dat DNA - in ieder geval bij primitieve organismen zoals bacteriŽn - weliswaar in de loop der tijd beschadigd raakt, maar dat het niet is uitgesloten dat - mogelijk ook bij hoogontwikkelde levensvormen - ook na lange tijd nog gefossiliseerde individuen kunnen bestaan met DNA dat het mogelijk maakt om nieuwe organismen op te kweken.

Referenties:
  • Bidle, K.D., Lee, S., Marchant, D.R. & Falkowski, P.G., 2007. Fossil genes and microbes in the oldest ice on Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unites States 104, p. 1345-13460.

Foto's (© PNAS) welwillend ter beschikking gesteld door Kay Bidle, Department of Geological Sciences, State University of New Jersey, New Brunswick, NJ (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl