NGV-Geonieuws 146

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Maart 2008, jaargang 10 nr. 3

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 901 Temperatuur daalt wereldwijd
  • 902 Degenkrabben bestonden al bijna half miljard jaar geleden
  • 903 Nankai-trog is oceanografische schatkamer
  • 904 Delta op Mars werd in extreem korte tijd gevormd
  • 905 'Duivelskikkerí uit Krijt van Madagascar was een reus
  • 906 Warmte en kou werken samen bij ontstaan steenstromen
  • 907 Ontstaan van spectaculaire dendrieten van calciet
  • 908 Ontwikkeling zeeleven volgde tweemaal op toename zuurstof in atmosfeer
  • 909 Smelten van ijs op West-Antarctica heeft mogelijk vulkanische oorzaak
  • 910 Marien fytoplankton sterk afhankelijk van voedingsstoffen

    << Vorige uitgave: 145 | Volgende uitgave: 147 >>

901 Temperatuur daalt wereldwijd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

In tal van landen, van Amerika tot China, is het een barre winter geweest. Dat het in landen als Estland koud was, is niet zo verwonderlijk. Maar dat dit ook in het westen en zuiden van Europa het geval was, is bepaald niet gewoon. Wereldwijde metingen tonen dan ook aan dat de afgelopen winter een gemiddelde temperatuur op aarde kende die aanzienlijk lager lag dan het gemiddelde van de afgelopen honderd jaar. Satellietopnames uit januari geven aan dat er op het noordelijk halfrond in de afgelopen 42 jaar nog nooit zoveel gebieden met een sneeuwpakket waren bedekt. Ook het zuidelijk halfrond vertoont echter opmerkelijke tekenen van afkoeling: uit satellietopnames blijkt dat het pakijs rondom Antarctica in januari nog nooit zoín groot gebied had bedekt sinds de opnames in 1979 begonnen. De omvang van het ijs was maar liefst 30% groter dan het gemiddelde over de afgelopen 30 jaar.


Een cafť in Griekenland na plotselinge daling
van de temperatuur


Wandelaars op een brug over een bevroren
waterval in Estland


Veel landen raakten door de kou in grote moeilijkheden. In het noorden van de Verenigde Staten vielen ongekende hoeveelheden sneeuw: in de staat Washington viel op veel plaatsen meer dan vijf meter sneeuw in slechts twee weken tijd. In Wisconsin ontstonden door de wind bergen van stuifsneeuw van meters hoog na de zwaarste sneeuwval sinds 30 jaar. De gouverneur was gedwongen de noodtoestand uit te roepen omdat scholen en luchthavens onbereikbaar waren geworden. In China heeft de zwaarste sneeuwval van de afgelopen vijftig jaar maandenlang tot dramatische toestanden geleid: ook op de Nederlandse televisie werd ruim aandacht besteed aan de honderdduizenden Chinezen die op stations dagenlang vergeefs op vervoer wachten toen ze ter gelegenheid van het Chinese Nieuwjaar hun familie wilden bezoeken (vaak de enige reis die de Chinese bevolking zich per jaar kan veroorloven). Meer dan 40.000 km aan hoogspanningsleidingen begaf het in China onder het gewicht van rijp of sneeuw, en de sneeuwval verwoestte de oogst op tienduizenden vierkante kilometers, waardoor voor het komend jaar voedseltekorten in China dreigen. In Afghanistan, waar de vorst ook ongekend streng was en waar de meeste sneeuw van de afgelopen 30 jaar viel, kwamen meer dan 900 mensen door de barre omstandigheden om. Nog erger was het in Afghanistans buurland Tadjikistan, waar de winter het strengst was van de afgelopen 50 jaar, en waar een enorme energiecrisis optrad; er dreigt volgens hulporganisaties een menselijke ramp. In Japan raakten meer dan 50 mensen gewond door ongevallen ten gevolge van extreme sneeuwval.


Bevroren waterval in centraal China

In het Nabije en het Midden-Oosten was de situatie al niet veel beter. In Saoedi-ArabiŽ zagen de mensen voor het eerst in hun leven sneeuw vallen. In Iran trad in de oostelijke woestijngebieden, waar het om deze tijd van het jaar normaliter heet is, zware sneeuwval op. In Turkije en Griekenland daalde de temperatuur tot ongekende diepte (plaatselijk was sprake van 31 graden vorst), en traden sneeuwstormen op waardoor honderden dorpen van de buitenwereld geÔsoleerd raakten.


Bankje voor toeristen die in Griekenland vorst
van 15 graden durven te trotseren


Engelse golfspelers hebben het niet gemakkelijk


Opvallend genoeg was het in West-Europa in zijn totaliteit grotendeels een kwakkelwinter, totdat in Groot-BrittanniŽ ongekende sneeuwval op veel plaatsen aanleiding was voor crisisachtige situaties. Daarmee lijkt een scenario te worden herhaald dat ook eerder is voorgekomen: tot 1978 daalde de temperatuur wereldwijd en was men bevreesd voor een nieuwe ijstijd. In de afgelopen 30 jaar steeg de temperatuur daarentegen. Wellicht gaan we nu weer terug naar een geleidelijk kouder wordende aarde. Veel astronomen gaan daarvan uit op basis van de cycli in zonneactiviteit. Ook paleoklimatologen die met gegevens uit het verleden werken in plaats van met modellen, gaan er voor het grotendeel - in tegenstelling tot het IPCC - van uit dat een temperatuurdaling waarschijnlijker is dan een temperatuurstijging. Wellicht dat de beelden van deze winter in de nabije toekomst vaker zullen optreden. Dan denken we wellicht met enige weemoed terug aan die zachte winters van het einde van de 20e eeuw.

Referenties:
  • Booker, Chr., 2008. Global cooling: amazing pictures of countries joining Britain in big freeze. Daily Mail 2008-02-21.

Fotoís: Daily Mail.

902 Degenkrabben bestonden al bijna half miljard jaar geleden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Levende fossielen zijn dieren of planten die al geologisch lang nauwelijks veranderd op aarde voorkomen. Een van de vaak aangehaalde voorbeelden is de degenkrab (Limulus), een arthropode die vooral in de wateren voor de kust van de Verenigde Staten voorkomt. Op sommige stranden daar worden de - inderdaad prehistorisch uitziende - pantsers van dit dier veelvuldig aangetroffen.


Het ongeveer 25 mm brede holotype van
Lunataspis aurora. Het fossiel is onder water
gefotografeerd om details beter zichtbaar te maken
(foto © G. Young, The Manitoba Museum).


Paratype van Lunataspis aurora
(foto © G. Young, The Manitoba Museum).


Het blijkt dat de voorouders van de huidige degenkrab al ruim 100 miljoen jaar eerder de zeeŽn op aarde bevolkten dan tot nu toe bekend was (de oudst bekende vertegenwoordigers stamden uit de 320 miljoen jaar oude Bear Gulch Formatie in de Amerikaanse staat Montana). Onderzoekers hebben fossielen van een zeer goed op de huidige degenkrab gelijkende voorganger namelijk aangetroffen in gesteenten van zo'n 445 miljoen jaar oud (Laat-Ordovicium). Daaruit blijkt dat deze dieren al bijna een half miljard jaar vrijwel onveranderd op aarde voorkomen. Weliswaar zijn de Ordovicische exemplaren in diverse opzichten primitiever dan de huidige soorten van Limulus, maar de gelijkenis is niettemin treffend.


Een exemplaar van Limulus polyphemus, een van de soorten
van de huidige degenkrab (foto © D. Rudkin, Royal Ontario Museum).

Het fossiele, tot de xiphosuriden behorende, organisme waarvan enkele exemplaren (of afdrukken) zijn aangetroffen, werd gevonden in de Canadese provincie Manitoba. De onderzoekers hebben het fossiel de naam Lunataspis aurora gegeven (maanvormig schild van de dageraad). De fossielen werden aangetroffen tijdens veldwerk dat erop was gericht om fossiele kustafzettingen te onderzoeken. Kennelijk vormden de kustnabije wateren in tropische zeeŽn destijds een milieu dat goed vergelijkbaar was met de warme kustwateren van Amerika langs zowel de Atlantische als de Stille Oceaan nu. Dat is vanuit ecologisch oogpunt van groot belang volgens de onderzoekers, want een beter inzicht in hoe de toenmalige degenkrabben zich al zo vroeg in de aardgeschiedenis aanpasten aan een dergelijk milieu - en daar kennelijk ook zo lang in konden voortbestaan - kan veel aanwijzingen opleveren over de wijze waarop de ecosystemen van kustwateren zich in het verre verleden ontwikkelden.


Onderzoekers zoeken fossielen bij William Lake
(foto © E. Dobrzanski, The Manitoba Museum).


Onderzoekers verzamelen fossielen
bij Hudson Bay
(foto © D. Rudkin, Royal Ontario Museum).


Dat deze degenkrabachtige dieren zolang bleven voortbestaan, geeft aan dat ze tal van gebeurtenissen konden overleven die voor andere diergroepen fataal waren. Kennelijk waren zelfs de gebeurtenissen die zorgden voor de grote massauitstervingen (zoals op de grens Perm/Trias en de grens Krijt/Tertiair) niet ernstig genoeg om ook deze dieren te laten verdwijnen; het moeten dus dieren zijn met een groot vermogen tot overleven. De onderzoekers leiden daaruit af dat de huidige degenkrab waarschijnlijk ook veel minder in zijn voortbestaan wordt bedreigd dan andere 'ongewone' diersoorten in de veelal door menselijke activiteit op veel plaatsen ernstig vervuilde kustwateren. Dit was tot nu toe nog niet uit de talrijke onderzoeken naar Limulus naar voren gekomen. Het huidige onderzoek naar de recente degenkrab wordt overigens niet alleen uitgevoerd door milieuonderzoekers, maar ook door biochemici die aanwijzingen hebben dat uit Limulus stoffen kunnen worden gewonnen die geneeskrachtige werking hebben.

Referenties:
  • Rudkin, D.M., Young, G.A. & Nowlan, G.S., 2008. The oldest horseshoe crab: a new xiphosurid from Late Ordovician Konservat-Lagerstštten deposits, Manitoba, Canada. Palaeontology 51, p. 1-9.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Dave Rudkin, Department of Natural History, Royal Ontario Museum, Toronto, Ont (Canada).

903 Nankai-trog is oceanografische schatkamer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In juli 2005 ging een nieuw oceanografisch onderzoekschip, de Chikyu, te water. Nu zijn de eerste resultaten binnen. Het schip, dat 550 miljoen dollar heeft gekost, liep in de loop van februari binnen in de Japanse havenstad Shingu, ongeveer 400 km ten zuidwesten van Tokyo. De onderzoekers lieten daar enkele boormonsters zien en deelden hun voorlopige ervaringen mee. Het blijkt dat ze opgetogen zijn over de resultaten, die veelbelovend zijn wat betreft de mogelijkheden om de processen te begrijpen die aardbevingen (en daarmee tsunamiís) veroorzaken. Een van de deelnemers, Elizabeth Screaton van de Universiteit van Florida, sprak zelfs van de meest opwindende resultaten van de vijf expedities op zee waaraan ze tot nu toe heeft deelgenomen.

Die resultaten hebben vooral betrekking op de Nankai-trog, een van de tektonisch meest actieve gebieden op aarde, waar diverse breukzones in de oceanische korst aanwezig zijn. De Chikyu heeft hier sinds september van het afgelopen jaar 33 boringen gezet, die in enkele gevallen tot een kilometer diep gingen. Daarbij zijn duizenden monsters verzameld, die nog vele jaren van analyse zullen vergen. De resultaten van de eerste analyses, die al aan boord van het schip werden uitgevoerd, geven echter al veel inzicht in enkele seismische processen.


Het onderzoeksschip Chikyu


Yoshitaka Hashimoto (links) en Gerome Calves
onderzoeken enkele boorkernen


De Nankai-trog was voor dit doel uitgekozen omdat daar de Filippijnen-schol onder de Euraziatische schol wegduikt. Bij dat proces wordt (zachte) sediment dat op de oceanische korst van de Filippijnen-schol aanwezig is als het ware afgeschraapt door de (harde) korst van de Euraziatische schol. Het gevolg is dat er een opeenhoping van sediment op het grensvlak van beide aardschollen wordt gevormd. Dit sedimentpakket wordt bij aardbevingen die op het grensvlak van beide schollen optreden flink door elkaar geschud, waarbij grote tsunamiís kunnen ontstaan. Zo trad in 1944 een sterke aardbeving (magnitude 7,9) op de grens van beide schollen op, ongeveer 100 km ten zuidoosten van Shingu. De verstoring die daardoor resulteerde in het sedimentpakket leidde tot een 9 m hoge tsunami. Bij deze gebeurtenis, die tot in Osaka (110 km ten noorden van Shingu) schade veroorzaakte, kwamen ruim 1200 personen om. De Chikyu heeft nu onder meer in deze breuklijn geboord, alsook in de omringende sedimenten. Volgens Asahiko Taira, een geoloog die tevens algemeen directeur is van het Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), zal dit zeker nieuwe inzichten opleveren in de ontwikkeling van deze subductiezone, alsook in de mechanismen die aardbevingen opwekken en tsunamiís veroorzaken. Interessant daarbij is dat de opeengehoopte sedimenten niet ouder blijken dan 4-6 miljoen jaar; er waren veel hogere leeftijden verwacht.

Het breuksysteem blijkt ook veel gecompliceerder dan aangenomen. Tot nu toe werd gedacht dat de aardbeving van 1944 plaatsvond langs een breuklijn die zich aftakt van het contact tussen de twee lithosfeerschollen. Er blijkt echter ook een tweede breuklijn aanwezig te zijn. Welke van de twee actief was bij de aardbeving van 1944 is nog niet duidelijk, evenmin als het verband tussen beide breuklijnen. Daarin moet toekomstig onderzoek duidelijkheid brengen.


Eindeloze hoeveelheden boorstangen voor diepe boringen

De temperaturen in de diepe boorgaten blijken verder veel lager dan modellen voorspellen. Dat betekent dat inzichten in de hittestromen en bewegingen van vloeistoffen in de diepe gesteenten moeten worden bijgesteld. Meer informatie zal ongetwijfeld worden verkregen wanneer de Chikyu zijn volledige capaciteit tot diepe boringen gaat benutten. De diepste boring tot nu toe was tot iets meer dan een kilometer onder de zeebodem; het schip is echter ontworpen om boringen tot ongeveer 7 km diepte te kunnen uitvoeren.

Referenties:
  • Normile, N., 2008. Japanís ocean drilling vessel debuts to rave reviews. Science 319, p. 1037.

Foto van het schip: United States Scientific Support Program;
fotoís boorkernen en boorstangen: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) / Ocean Drilling Prgoram (ODP).

904 Delta op Mars werd in extreem korte tijd gevormd
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 !

Dat er ooit water aan het oppervlak van Mars heeft gestroomd, lijkt niet meer aan twijfel onderhevig. Dat is echter mogelijk al miljarden jaren geleden voor het laatst het geval geweest. Maar toen moeten er ook wel bijzondere processen hebben plaatsgevonden. Zo lijkt het erop dat er plotseling een enorme waterstroom uit de diepte te voorschijn is gekomen, een rivier vormde die zich diep insneed, en die na ca. 20 km uitmondde op de bodem van een 128 km grote krater, waar de plotselinge verbreding van het stroombed leidde tot de vorming van een delta, zoals dat ook nu op aarde gebeurt wanneer een rivier in een zee of meer uitmondt. Korte tijd later verdween de rivier weer, kennelijk doordat de watertoevoer uit de diepte stopte. Onderzoekleidster Erin Kraal denkt dat het water onder de grond bevroren kan zijn geweest, plotseling smolt (bijv. door de hitte van opstijgend magma) en na verloop van tijd niet meer voldoende werd opgewarmd en dus weer bevroor.


De delta in de Eurotank van de Universiteit van Utrecht

Dit alles moet volgens experimenten die zijn uitgevoerd aan de Universiteit van Utrecht, binnen geologisch extreem korte tijd zijn gebeurd. Waar geologen voor de vorming van de delta op Mars een minimale tijdsduur nodig schatten van een jaar tot enkele miljoenen jaren, daar blijkt uit de Utrechtse experimenten dat de vorming van een gelijksoortige delta op Mars hooguit enkele tientallen jaren duurt; in het laboratorium was er - uiteraard op veel kleinere schaal - slechts een half uur voor nodig.


Rivierinsnijding (onder rechts) met een delta die zich
vormde op de bodem van een krater op Mars (8įS, 200įE)

De delta op Mars - misschien is het beter om van een puinwaaier te spreken - heeft een bijzondere eigenschap: hij bestaat namelijk uit een aantal treden. Vergelijkbare deltavormen zijn niet van de aarde bekend. Bij het experiment moesten de condities daarom zodanig worden gekozen dat daarbij ook dergelijke 'tredení ontstonden. Het experiment dat voor het onderzoek werd opgezet, vond plaats in een stroomgoot van 13 m lang en 6,5 m breed. Aan het einde groeven de onderzoekers een 'kraterí van ongeveer 2 m doorsnede in de zandbodem. In deze krater werd met water een kratermeer gevormd. Vervolgens werd de rivier gesimuleerd door water door de stroomgoot te laten stromen. Aan de monding van de stroomgoot ontstond een delta die werd opgebouwd uit het zand dat de rivier in de stroomgoot uit de zandbodem had geŽrodeerd. Toen de delta zich uitbreidde tot het kratermeer, ontstond een 'tredeí op het 'contactvlakí. Door de mate van erosie in de stroomgoot te variŽren - en daarmee de hoeveelheid zand die meehielp om de delta op te bouwen - werd een aantal 'tredení gevormd.


Overzicht van de experimentele delta
(ca. 40 cm in doorsnede) op de kraterbodem


Detail van de experimentele delta


Het nog bestaan van de treden wijst erop dat de rivier daarna niet meer heeft gestroomd. Dan zouden de treden immers onder nieuw sediment zijn begraven (als er sprake was van nettosedimentatie op dat punt), of er zou zich een nieuw dal in hebben uitgesleten (als er nettoerosie zou zijn opgetreden). Dit betekent dat al het sediment gedurende een enkele, ononderbroken fase van fluviatiel transport moet zijn ontstaan. De onderzoekers berekenden vervolgens de duur van het sedimenttransport en de omvang van de waterstroom op basis van de hoeveelheid sediment die in de krater was afgezet, en de mate van erosie in de rivier. Hun conclusie is dat er een waterstroom van 2200-800.000 m3 per seconde moet zijn geweest, voor een maximale tijdsduur van ongeveer 90 jaar. Dat gaat omgerekend om de hoeveelheid water die de Rijn gedurende 100 jaar vervoert.

Hoewel het water kennelijk maar enkele jaren aan het Marsoppervlak heeft vertoefd, is het een belangrijke aanwijzing dat leven mogelijk moet zijn geweest. De onderzoekers menen dan ook dat de Ďdeltatredení goede plaatsen zijn om te zoeken naar sporen van vroeger leven op Mars. Die 'tredení zijn niet beperkt tot de krater die als model voor het experiment diende. Er zijn nog enkele plaatsen op Mars waar dezelfde vormen voorkomen.

Referenties:
  • Kraal, E.R., Dijk, M. van, Postma, G. & Kleinhans, M.G., 2008. Martian stepped-delta formation by rapid water release. Nature 451, p. 973-976.

Figuren van het experiment: Erin Kraal. Foto van de delta op Mars: NASA/JPL/ASU.

905 'Duivelskikkerí uit Krijt van Madagascar was een reus
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Van allerlei soorten dieren blijken in het geologische verleden zeer grote soorten te hebben bestaan. Onlangs hebben onderzoekers op Madagascar, in gesteenten uit het Laat-Krijt, opnieuw restanten van een 'reus' gevonden, in dit geval een kikker. Het dier was vele malen groter dan de grootste kikker die nu op Madagascar voorkomt (Manydactylus ampigna), en ook aanzienlijk groter dan de grootst bekende recente kikkersoort in de hele wereld (de goliath-kikker uit West-Afrika, die zo'n 30 cm lang kan worden en een gewicht heeft van ca. 3,5 kg. De fossiele reuzenkikker van Madagascar, die Beelzebufo ampigna (duivelskikker met een pantser) is gedoopt, moet ongeveer 40 cm lang zijn geweest en zo'n 5 kg hebben gewogen.


Beelzebufo ampina (in kleur) is vele malen
groter dan de grootste kikker die nu op
Madagascar leeft, Mantydactylus ampigna.
Tekening: Luci Betti-Nash. (DK)


Student Joseph Sertich op de vindplaats
van de fossiele kikker. (DK)


De reuzenkikker, die 70-65 miljoen jaar geleden leefde, is opvallend genoeg geen directe verwant van de huidige kikkers op Madagascar, maar daarentegen wel een nauwe verwant van een groep kikkers (de ceratophirinen) in Zuid-Amerika. Deze groep kikkers wordt gekenmerkt door een enorme bek. Daarmee hebben alle soorten van die groep al een tamelijk afschrikwekkend uiterlijk, maar Beelzebufo spant, vanwege zijn monsterlijke proporties, duidelijk de kroon. Het moet ook een vraatzuchtige rover zijn geweest.


Wervels van Beelzebufo. (GF)


De talrijke restanten van het skelet van Beelzebufo moesten in elkaar 'gepuzzeld' worden. (GF)

De vondst van deze kikker is belangrijk omdat hij een direct bewijs vormt dat er ooit een directe verbinding moet zijn geweest tussen Madagascar (het grootste eiland voor de zuidoostelijke kust van Afrika) en Zuid-Amerika, zonder dat er ook sprake was van een verbinding met Afrika (de fossiele kikkers uit het Laat-Krijt van Afrika vertonen geen enkele verwantschap met Beelzebufo). Daarmee vormt de kikker wel een biogeografisch puzzelstukje, maar daarbij moet wel in beschouwing worden genomen dat er nauwelijks fossiele kikkers van het zuidelijk halfrond bekend zijn. Toch blijft het een raadsel hoe een 'Zuid-Amerikaanse' kikker op Madagascar terecht kan zijn gekomen, omdat voor kikkers de zee een niet te nemen barriŤre vormt. Het ziet er dus naar uit dat er in het Krijt een landbrug tussen Madagascar en Zuid-Amerika moet hebben bestaan. Interessant is in dit verband dat sommige aardwetenschappers sinds enige tijd de mogelijkheid opperen dat er in het Krijt een verbinding tussen Madagascar en Zuid-Amerika moet hebben bestaan via Antarctica, maar daarover bestaat nog weinig duidelijkheid.


De diverse fragmenten worden op een
levensgrote tekening ingepast
(foto Luci Betti-Nash). (DK)


Het bijeen gepuzzelde skelet van
Beelzebufo ampigna op de tekening. (DK)


De eerste vondst van botjes van Beelzebufo op Madagascar dateert al van 1993. Sindsdien is naarstig gezocht naar meer materiaal, en nu zijn er ca. 75 fragmenten bekend. Hoe die met elkaar in verband stonden, werd als een puzzel uitgezocht. Eerst werd een tekening gemaakt van het skelet zoals dat bij verwante kikkers bestaat, daarna werd die tekening uitvergroot tot de maat van Beelzebufo zoals die op basis van de (vrijwel volledige) schedel moest zijn geweest, en vervolgens werden de afzonderlijke fragmenten op die tekening in hun juiste positie geplaatst. Zo ontstond een vrijwel compleet beeld, waaruit bleek dat Beelzebufo een stevige bouw had, een soort rugschild, een enorme bek en krachtige kaken. Op basis hiervan veronderstellen de onderzoekers dat de kikker grote hagedissen moet hebben kunnen verslinden, en wellicht zelfs net uit het ei gekropen dinosauriŽrs.

Referenties:
  • Evans, S.E., Jones, M.E.H. & Krause, D.W., 2008. A giant frog with South American affinities from the Late Cretaceous of Madagascar. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 105, 2951-2956.

Illustraties welwillend ter beschikking gesteld door David Krause (DK) en Greg Filiano (GF), beiden van Stony Brook University, Stony Brook, NY (Verenigde Staten van Amerika).

906 Warmte en kou werken samen bij ontstaan steenstromen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op tal van plaatsen op aarde komen - vaak langgerekte - concentraties van keien voor. Deze concentraties, die 'steenstromení of Ďblokkenstromení (soms 'steenrivierení) worden genoemd, bevinden zich vooral in koude gebieden. Over hun ontstaan heeft men zich al zoín 100 jaar het hoofd gebroken, en er zijn diverse hypotheses over opgesteld. De overeenkomst tussen al die hypotheses is dat ze uitgaan van een ontstaan onder periglaciale omstandigheden, d.w.z. in gebieden waar permafrost aanwezig is (of was). Dat kan dus gaan om zeer noordelijke of zeer zuidelijke gebieden, maar ook om de hoger gelegen delen van gebergten.


Een eindeloos, langgerekt veld met steenblokken:
een steenstroom op de Falkland Eilanden

Geheel bevredigend is geen van die hypotheses. Er zijn namelijk tal van plaatsen waar wel aan de volgens die hypotheses vereiste voorwaarden wordt voldaan (periglaciaal klimaat, voldoende stenen, een helling waarlangs ze kunnen afrollen/glijden), maar waar ze toch niet voorkomen. Onderzoek van steenstromen op de Falkland Eilanden heeft nu geleid tot een verklaring voor die situatie: niet alleen zijn de eerder genoemde omstandigheden nodig, maar daarvoor moet juist een warm of zelfs heet klimaat aanwezig zijn geweest.


Vanuit de lucht zijn de parallelle steenstromen goed te zien

Bij het op de Falkland Eilanden uitgevoerde onderzoek werden niet alleen de huidige vorm en verspreiding van de steenstromen in beschouwing genomen, maar werd ook de inwendige structuur blootgelegd. Daaruit kwam naar voren dat er in de steenstromen een uit drie delen opgebouwde opeenvolging voorkomt, waarbij verticale veranderingen in de grootte van de stenen sterk overeenkomen met een ondersteboven gekeerd verweringsprofiel. In combinatie met bodemkundige analyses, SEM fotoís en microscopisch onderzoek leiden die gegevens tot de nieuwe ideeŽn met betrekking tot de vorming van steenstromen.


Witte keien bedekken stenen die door
ijzerverbindingen roodachtig of bijna
zwartgekleurd zijn


Zo stellen de onderzoekers zich nu de
vorming van steenstromen door achter-
eenvolgende tropische en periglaciale
processen


De nieuwe hypothese houdt in dat het materiaal is opgebouwd uit de steenachtige verweringslaag die waarschijnlijk in het Tertiair ontstond onder subtropische omstandigheden. Van die verweringslaag werd in het Laat-Tertiair eerst het bovenste deel geŽrodeerd en langs een helling omlaag getransporteerd. In dat materiaal vormde zich een bodem gedurende het Vroeg- of Midden-Kwartair. Er groeide toen een bos en het klimaat was gematigd. Vervolgens werd, waarschijnlijk gedurende een van de ijstijden toen de bodem niet meer door vegetatie werd beschermd, opnieuw materiaal van de subtropische, Tertiaire steenbodem geŽrodeerd. Dat materiaal werd ook werd langs de helling omlaag getransporteerd, waarbij het fijne materiaal werd uitgewassen en alleen de keien overbleven. De zo ontstane opeenhoping van stenen die als het ware een spoor van hoog naar lag op de helling vormden, werd vervolgens opnieuw omgewerkt en verplaatst. Dat moet gedurende dezelfde of een volgende koude fase van het Kwartair zijn gebeurd. Vervolgens werden de stenen aan het oppervlak door verwering onder invloed van microorganismen verweerd gedurende een 'warmereí fase van het Kwartair, waarschijnlijk een interglaciaal. Onder die relatief warme omstandigheden werden stenen ook roodgekleurd doordat ijzer(hydr)oxiden op de stenen neersloegen. Dat verwerings- en kleuringsproces zette zich tot in het Holoceen voort. Voor het ontstaan van de steenstromen op de Falkland Eilanden is dus volgens de onderzoekers eerst een warm tot heet klimaat nodig geweest, gevolgd door een afwisseling van warmere en koudere tijden.

Deze hypothese sluit goed aan bij de bevindingen van eerder onderzoek op TasmaniŽ dat de oorsprong van de steenstromen dateert van voor het Kwartair. Recent onderzoek en dateringen van steenstromen in ScandinaviŽ en Noord-Amerika zijn hiermee ook in overeenstemming. Ook verklaart de hypothese waarom steenstromen niet lijken voor te komen in gebieden die in de laatste miljoenen jaren geen koude (periglaciale) omstandigheden hebben gekend, of die juist geen diepe verwering in een minimaal subtropisch klimaat hebben ondergaan.

Referenties:
  • Andrť, M.-F., Hall, K., Bertran, P. & Arocena, J., 2008. Stone runs in the Falkland Islands: periglacial or tropical? Geomorphology 95, p. 524-543.

Foto's: uit het besproken artikel.

907 Ontstaan van spectaculaire dendrieten van calciet
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Wanneer geoloten het over dendrieten hebben, dan gaat het eigenlijk altijd over de chemische concentraties van mangaan- en ijzeroxyden in de vorm van zich steeds verder vertakkende, op boompjes of mos lijkende figuren, die vooral op het splijtvlak van goed gelaagde kalksteen zijn aan te treffen. Het was professor Van Straaten die al enkele tientallen jaren geleden een verklaring gaf voor dat fenomeen: ze groeien niet steeds verder uit (zoals tot dan algemeen werd aangenomen), maar ze ontstaan doordat om een of andere reden via een 'rivierstelselí de mangaan- en ijzerionen aan het gesteente worden onttrokken, waardoor de concentratie tenslotte zo hoog wordt dat er een chemisch neerslag ontstaat. Doordat die dendrieten niet uitgroeien maar ontstaan door terugtrekking van ionen, is ook verklaarbaar waarom die 'klassiekeí dendrieten nooit over elkaar heen liggen.


De calcietdendrieten zoals ze in het veld zichtbaar zijn
op verschillende plaatsen en in uiteenlopende doorsneden

Er zijn echter ook dendrietvormige kristallen die wťl door aangroei ontstaan. Dergelijke kristallen zijn nu ongeveer een halve eeuw bekend, maar ze zijn zeldzaam. Ze komen zelfs helemaal niet voor in een Atlas van kristalvormen die in 1913 werd gepubliceerd en die maar liefst 2544 illustraties van calcietkristallen bevat. Dat deze calcietdendrieten ontstaan door voortgaande kristallisatie, wordt algemeen erkend; over de precieze omstandigheden waaronder dat gebeurt (sterke oververzadiging van water met de juiste ionen, temperatuur, minerale onzuiverheden in het substraat, organische verontreinigingen of bacteriŽle processen) bestaan echter sterk uiteenlopende inzichten. Onderzoek van dergelijke dendrieten in een Holocene travertijn die zich heeft gevormd in een grot in de omgeving van Clinton (Brits Columbia, Canada), geeft nu een duidelijke verklaring voor hun ontstaan.


Zo zien de calcietdendrieten er onder de microscoop uit

De onderzochte dendrieten zijn spectaculair: ze vormen banden van kristallen die tot 4 cm groot zijn. In tegenstelling tot de 'klassiekeí dendrieten die in essentie 2-dimensionaal zijn, zijn de calcietdendrieten uit de grot bij Clinton 3-dimensionaal. De dendrietbanden vormen de uiteinden van terrassen in travertijn (zulke terrassen zijn nu een toeristische attractie bij Pukkumala in Turkije). De dendrieten, die met hun lange as loodrecht op de terraswanden staan, vertonen vertakkingen van diverse ordes (d.w.z. dat een vertakking zich vertakt, etc.). Iedere tak is opgebouwd uit 'wybertjesí, vier- en zeszijdige bipyramidale kristallen of hexagonale prisma's, die volgens een duidelijk kristallografisch concept geordend liggen. Elke 'takí bestaat overigens uitsluitend uit ťťn van deze typen, maar de direct naastliggende 'takkení kunnen heel goed uit een ander type bestaan.

Uit de travertijn kan worden opgemaakt dat water dat sterk oververzadigd was door de snelle ontsnapping van CO2 uit de waterbron, turbulent over de terrasranden omlaag stroomde. Daarbij zijn waarschijnlijk de dendrieten uitgekristalliseerd. Groeilijnen in de kristallen geven aan dat dit in fasen moet zijn gebeurd, afgewisseld met fasen waarin de kristallen niet aangroeiden. De groeilijnen geven twee soorten cycli aan: bij het ene type is waarschijnlijk sprake van seizoengebonden jaarcycli, terwijl bij het andere type onregelmatigheden in de wateraanvoer of stroomsnelheid de afwisselingen in chemische neerslag hebben geleid.


Met de scanning-electron microscoop is goed de 'hoofdnerf' met talrijke zijnerven te onderscheiden

De zo gevormde dendrieten moeten vervolgens tijdens vroege diagenese een verandering hebben ondergaan, waarbij bestaande kristalvlakken werden vergroot, de diverse kristallen aan elkaar werden gecementeerd door trigonale prisma's of naaldvormige kristallen, microorganismen plaatselijk delen van de kristallen oplosten, en/of door het water geŽrodeerde calcietkristallen als klastische deeltjes in de waterstroom werden afgezet. Veel van deze processen speelden zich waarschijnlijk af in de perioden dat de dendrieten tijdelijk niet verder aangroeiden.

Deze ontstaanswijze heeft overigens geen algemene geldigheid voor calcietdendrieten. De eerder bekende calcietdendrieten uit Nieuw-Zeeland, de grote Afrikaanse Slenk en IJsland hebben namelijk heel andere vormen. Dat betekent dat er naast de oververzadiging, die ook op die andere locaties ongetwijfeld een rol heeft gespeeld, een of meer vooralsnog onbekende factoren een rol moeten spelen die bepalen hoe de uiteindelijke vorm van de dendrieten wordt.

Referenties:
  • Jones, B. & Renaut, R.W., 2008. Cyclic development of large, complex, calcite dendrite crystals in the Clinton travertine, Interior British Columbia, Canada. Sedimentary Geology 203, p. 17-35.

Foto's: uit het besproken artikel.

908 Ontwikkeling zeeleven volgde tweemaal op toename zuurstof in atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Over de ontwikkeling van het (uitsluitend mariene) leven in zee gedurende het Precambrium is nog steeds relatief weinig bekend. Wel was bekend dat omstreeks 600 miljoen jaar geleden een plotselinge toename optrad van de (nog steeds microscopisch kleine) in zee levende organismen; en uiteraard is ook bekend dat zo'n 550 miljoen jaar geleden plotseling wereldwijd een fauna optrad (de Ediacara-fauna) die voor een belangrijk deel bestond uit organismen van centimeters tot soms wel decimeters groot (maar waarvan de aard nog steeds ter discussie staat: voorlopers van de huidige levensvormen of een 'mislukt evolutionair experiment'?).



Extreem goed bewaarde fossielen van
eukaryoten uit de Doushantuo Fm.
Het beeld is ca. 0,15 mm breed (SX)


De Yangtze-kloof in het gebied waar de monsters
werden verzameld (KMF)


Het blijkt nu dat deze twee duidelijke sprongen in de evolutie van het leven samenvallen met twee plotselinge toenames van het zuurstofgehalte in de oceanen en daarmee, op basis van de uitwisseling van gassen tussen zeewater en atmosfeer, van de vrije zuurstof in de atmosfeer. Dit kon worden vastgesteld na een uitgebreide bemonstering van de sedimentaire opeenvolging van de fameuze Doushuanto-Formatie in Zuid-China. Deze formatie ontleend zijn bekendheid vooral aan het voorkomen van uiterst goed bewaarde, veelal gefosfatiseerde bolvormige fossielen, die door sommigen worden beschouwd als de oudste embryo's die we kennen, maar waarvan anderen denken dat het om zeer grote bacteriŽn (of nog andere fossielen) gaat. De formatie is 635-551 miljoen jaar oud, en is ontsloten in het gebied nabij de kloof die door de Yangtze is ingesneden.

Een team van Amerikaanse en Chinese onderzoekers heeft deze gesteenten geochemisch geanalyseerd om de eventuele relatie tussen biologische evolutie en veranderend milieu na te gaan. Daarbij namen ze als uitgangspunt dat in een zuurstofrijke oceaan (die op een zuurstofrijke atmosfeer wijst) nauwelijks organisch resten in de sedimenten zullen worden opgenomen, omdat die verrotten; daarbij wordt de koolstof opgenomen in anorganische verbindingen, onder meer kalksteen. In een zuurstofarme oceaan (die als regel wijst op een zuurstofarme atmosfeer) zal juist wel veel organisch materiaal bewaard blijven. Omdat de verhouding tussen de diverse koolstofisotopen in organische en anorganische verbindingen verschilt, kan zo door isotopenanalyse worden vastgesteld of aangetroffen koolstof wijst op een zuurstofrijke of juist een zuurstofarme oceaan/atmosfeer.


Onderzoekleidster Kathleen McFadden bij een
ontsluiting in het gebied van de Yangtze-kloof (SX)


Ontsluiting in het onderste deel van de Doushantuo
Formatie (KMF)


Voor dit doel werden in de omgeving van de Drie-Kloven-Stuwdam secties opgenomen, beschreven. Ruwweg elke meter werd een gesteentemonster voor de isotopenanalyse genomen; in totaal waren dat er ca. 200. Deze monsters werden eerst fijngemalen, waarna de in mineralen (dus anorganische) aanwezige carbonaationen door reactie met een zuur als CO2 vrijkwamen; dit gas werd opgevangen en de verhouding tussen de koolstofisotopen werd geanalyseerd. Daarna werd het bij de oplossing van de kalksteen overgebleven residu verbrand, waarbij het uit de organische restanten ontstane CO2 eveneens werd opgevangen en geanalyseerd op de verhouding tussen de koolstofisotopen. Uit deze metingen bleek dat tweemaal het zuurstofgehalte in de oceaan plotseling duidelijk was toegenomen.

Daarnaast bekeken de onderzoekers ook de fossielinhoud van de genomen monsters. Zoín 635 miljoen jaar geleden waren dat nog uitsluitend de microscopisch kleine vormen, maar 551 miljoen jaar geleden waren dat al grote algen. Doordat de genomen monsters zowel gegevens opleverden over de fossielinhoud als over het (relatieve) gehalte van zuurstof in het zeewater, konden de onderzoekers deze twee factoren met elkaar vergelijken. Daarbij bleek dat 600 miljoen jaar geleden zowel een duidelijke (zij het kleine) toename van het zuurstofgehalte als een duidelijke toename in de hoeveelheid microorganismen optrad (niet in soortenrijkdom maar in aantal/volume). Omstreeks 550 miljoen jaar geleden vond er opnieuw een duidelijke (en grotere) toename van het zuurstofgehalte plaats, en toen ontstonden plotseling ook veel meer (en grotere) soorten algen. Dat was tegelijk met de opkomst van de Ediacara-fauna.

Referenties:
  • McFadden, K.A., Huang, J., Chu, X., Jiang, G., Kaufman, A.J., Zhou, C. & Yuan, X., 2008. Pulsed oxidation and biological evolution in the Ediacaran Doushuanto Formation. Proceedings of the Academy of Sciences of the United States 105, p. 3197-3202.

Fotoís welwillend ter beschikking gesteld door Kathleen McFadden (KMF) en Shuhai Xiao (SX), beiden Department of Geosciences, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA (Verenigde Staten van Amerika).

909 Smelten van ijs op West-Antarctica heeft mogelijk vulkanische oorzaak
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het ijs op West-Antarctica stroomt op sommige plaatsen relatief snel, waardoor ook een relatief snelle afsmelting langs de ijsrand plaatsvindt. Door degenen die de broeikashypothese aanhangen wordt dat vaak als argument voor de juistheid van de hypothese aangehaald. Het lijkt echter waarschijnlijk dat er een natuurlijke factor in het spel is (of op z'n minst meespeelt) want onderzoek door de Britisch Antarctic Survey moet heeft gegevens opgeleverd die erop wijzen dat zo'n 2300 jaar geleden een uitbarsting plaatsvond van een onder het ijs gelegen vulkaan. Die uitbarsting is in feite zo kort geleden dat die vulkaan nog steeds veel warmte moet afgeven. Dat het ijs daardoor sneller gaat stromen is fysisch gezien alleen maar logisch.


Het onderzoeksteam van de British Antarctic Survey.
Foto Carl Robinson.

Dat het ijs op Oost-Antarctica veel minder snel afsmelt is eveneens logisch, want Oost-Antarctica heeft een continentale korst die geen tekenen van seismische activiteit vertoont. Op West-Antarctica ligt dat heel anders, want dat gebied vormt een grote slenk met vulkanisme langs zijn randen en een verhoogde geothermische gradiŽnt. Er steken ook diverse actieve vulkanen boven het ijs uit, maar de jongste uitbarsting daarvan dateert alweer van 7500 jaar geleden. Met geofysische methoden zijn ook enkele subglaciale vulkanen gevonden, maar die zijn kennelijk (op ťťn na) al lang niet meer actief, en hun toppen zijn inmiddels door het ijs sterk afgeŽrodeerd. De ene bekende actieve subglaciale vulkaan was Mount Casertz, die onder een depressie in het ijs ligt, wat op een hoge warmteflux wijst; ook traden in de directe omgeving van deze vulkaan recent enkele aardbevingen op. Deskundigen menen dat daardoor subglaciale smeltwaterstromen zijn ontstaan die verantwoordelijk zijn voor de snelle stroming van het ijs in de directe omgeving van de vulkaan.


Vanuit het vliegtuig verkregen echogram waarop de subglaciale vulkaan
als een 'hoog' onder het ijs zichtbaar is, en waarop een laag met tephra
(door de vulkaan uitgestoten as etc.) met toenemende afstand van de
vulkaan geleidelijk vervaagt

Een door de Britisch Antarctic Survey vanuit een vliegtuig opgenomen echogram laat zien dat een ander bekend 'hoog' onder het ijs, het Hudson Gebergte, het centrum is van waaruit zich een langzaam vervagende laag uitstrekt die niet - zoals tot nu toe werd aangenomen - kan worden verklaard als een ijslaag. Het blijkt dat de laag een elliptische vorm heeft rondom een van de hoge pieken van het Hudson Gebergte; de onderzoekers noemen deze piek nu de Hudson Subglaciale Vulkaan. De op het echogram herkenbare laag heeft een elliptische vorm rondom deze vulkaan en beslaat een oppervlakte van ca. 23.000 km2 (156 x 190 km). De laag is volgens de onderzoekers zo goed van de onder- en bovenliggende ijslagen te onderscheiden omdat hij veel tephra (as en vulkanische bommen) bevat (pas als de laag tephra minder dan ~ 0,3 mm dik is, is hij op het echogram niet meer te onderscheiden (daarom vervaagt hij met toenemende afstand van de vulkaan). De tephra moeten zijn uitgeworpen bij een explosieve uitbarsting die, op basis van de diepte van de laag, in 207 v.Chr. (Ī 240 jaar). Deze datering komt overeen met gedateerde as die is aangetroffen in ijslagen die eerder via boringen in de omgeving zijn verkregen. De totale hoeveelheid tephra wordt door de onderzoekers berekend op 19-310 miljoen m3.


Een Twin Otter zorgde voor personen- en vracht-
vervoer. Foto Carl Robinson


Vanuit een vliegtuig werd met radar onder het
ijs gekeken. Foto Carl Robinson


Opvallend is dat de nieuw ontdekte subglaciale vulkaan, in tegenstelling tot de Casertz, geen ijsdepressie aan het oppervlak toont. Dat is echter goed te verklaren doordat de vulkaan precies onder een 'ijsscheiding' (vgl. een waterscheiding) ligt. Wel ligt het voor de hand dat de nog relatief grote warmteflux vanuit de vulkaan veel ijs laat smelten. Dit moet als subglaciale smeltwaterstromen worden afgevoerd naar de Pijnboom-Eiland gletsjer die vanwege zijn ligging in een diepe subglaciale trog hydrologisch gezien geÔsoleerd ligt van de drie naburige gletsjers. Daarom kan de subglaciale vulkanische activiteit verklaren waarom de snelheid van de Pijnboom-Eiland gletsjer in recente tijden veranderde, terwijl dat bij de naburige gletsjers niet het geval was. Het valt volgens de onderzoekers niet uit te sluiten dat een eventuele nieuwe uitbarsting van de vulkaan tot gevolg zal hebben dat een groot deel van het gletsjerijs snel naar zee zal stromen en daar geheel smelten.

Referenties:
  • Corr, H.F.J. & Vaughan, D.G., 2008. A recent volcanic eruption beneath the West Antarctic ice sheet. Nature Geoscience 1, 122-125.

Foto's (© British Antarctic Survey, genomen door Carl Robinson) welwillend ter beschikking gesteld door Hugh Corr, British Antarctic Survey, Cambridge (Engeland).

910 Marien fytoplankton sterk afhankelijk van voedingsstoffen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Fytoplankton kent bijna iedereen vanwege algenbloei, een verschijnsel waardoor binnen zeer korte tijd ontzagwekkende hoeveelheden algen het water kleuren (en soms vergiftigen). De algenbloei kan niet alleen tuinvijvers en hele meren in een 'soep' veranderen, maar zelfs op zo grote schaal voorkomen dat alleen per vliegtuig (en soms zelfs alleen maar via een satelliet) een goed overzicht is te krijgen. Algen zijn echter niet de enige vorm van fytoplankton. Dinoflagellaten, acritarchen, coccolithoforen en diatomeeŽn zijn andere groepen planten die een belangrijke rol hebben gespeeld in het geologisch verleden en/of heden. Hun relatieve belang is echter in de loop van de geologische geschiedenis een aantal malen drastisch veranderd, en zelfs is op de grens van Devoon en Carboon het fytoplankton gedurende maar liefst zo'n 130 miljoen jaar vrijwel van de aarde verdwenen geweest. Deze 130 miljoen jaar worden wel aangeduid als de 'fytoplankon blackout'.


Planktonbloei (in de Oostzee) vanuit de ruimte.
Foto European Space Agency


Planktonbloei (voor de kust van California) vanuit een
vliegtuig. Foto P.J.S. Franks


Niet alle aardwetenschappers geloven in de fytoplankton blackout. Weliswaar moet iedereen toegeven dat er na het eind van het Devoon lange tijd nauwelijks fytoplankton lijkt voor te komen, maar omdat daar tot nu toe nauwelijks redenen voor waren aan te geven (en dat kon ook niet goed voor andere momenten in de geologische geschiedenis waarop iets met het fytoplankton aan de hand leek te zijn), meenden sommige aardwetenschappers dat er sprake was van toeval door gebrek aan gegevens: wellicht waren onderzochte secties niet op microfossielen geanalyseerd, of het fytoplankton was niet apart onderzocht, of wellicht was er door lokale/regionale verschillen in milieuomstandigheden wellicht net op de verkeerde plaatsen naar fytoplankton gezocht. Die twijfel lijkt nu weggenomen door een uitgebreide analyse, ook aannemelijk kan worden gemaakt dat PaleozoÔsche fytoplankton heel andere voedingsstoffen nodig had dan de huidig waarbij ook nieuwe gegevens over globale structurele ontwikkelingen, evenals klimaatomstandigheden in beschouwing zijn genomen. Samen met nieuwe inzichten over de voedingspatronen van het fytoplankton, op basis waarvan bijvoorbeeld soorten, leidt dat tot de vaststelling dat juist de oceanische chemie -en daarmee het al dan niet beschikbaar zijn van bepaalde voedingsstoffen - inderdaad heeft geleid tot de genoemde fytoplankton blackout en andere plotselinge veranderingen van het fytoplankton in zijn totaliteit.


Planktonbloei (in Victoria, AustraliŽ)
zoals die in het veld is te zien.
Foto D.J. Kinnon


Stadia in de ontwikkeling van marien
fytoplankton


Fytoplankton was gedurende het Precambrium vrijwel alleenheersend in zee (op het land was uiteraard toen nog helemaal geen leven, voor zover althans bekend). Het ging echter om zeer kleine organismen die ook weinig soortenrijkdom vertoonden. Gedurende het Vroeg-PaleozoÔcum veranderde dat sterk: ondanks het feit dat ook andere diergroepen zich plotseling sterk begonnen te ontwikkelen, deed het fytoplankton daar zeker net zo hard aan mee, waarbij het aantal soorten sterk toenam, vooral bij de acritarchen. In die plotselinge ontwikkeling trad wel een aantal keren een plotselinge pieken in uitsterving op; die lijken volgens de huidige inzichten samen te vallen met klimaatveranderingen. De gevolgen daarvan waren echter steeds van korte duur. Pas aan het eind van het Devoon leek het helemaal mist te gaan met het fytoplankton, dat tijdens de 'blackout' zo'n 130 miljoen jaar geen rol van enige betekenis meer speelde.


Een hoog of laag zeeniveau heeft groot effect op de
plaats waar door rivieren aangevoerde deeltjes worden afgezet

Daarna kwam de (nieuwe) ontwikkeling van het fytoplankton maar weer langzaam op gang. In het Laat-Trias werd de zaak weer min of meer hersteld met de verschijning van de dinoflagellaten. Iets later traden ook de coccolithoforen en de diatomeeŽn op. Momenteel speelt het fytoplankton weer een zeer belangrijke rol, vooral omdat het aan de basis staat van talrijke voedselketens.


Aanvoer van sediment door rivieren hangt sterk samen met gebergteketens die worden opgeheven

De vraag is natuurlijk waarom het fytoplankton op het eind van het Devoon vrijwel geheel van de aarde lijkt te zijn verdwenen. Afgezien van de sceptici die helemaal niet in de blackout geloofden, waren er andere aardwetenschappers die de blackout verklaarden door eutrofiŽring van de oceanen. Dat lijkt echter moeilijk te rijmen met het feit dat Metazoa nauwelijks te lijden hadden van uitstervingen aan het eind van het Devoon. In een nieuwe studie wordt erop gewezen dat het wel zeer toevallig zou zijn als er geen samenhang zou bestaan tussen ontstaan en einde van de fytoplankton blackout en de gelijktijdig optredende schollentektektonische intensiteit gedurende het samenvoegen van landmassa's tot Pangea en het weer opbreken van dat supercontinent. Bovendien was er een plotselinge opbloei van landplanten aan het eind van het Devoon. Al deze processen moeten invloed hebben gehad op de verwering van de continenten, en daarmee op de erosiesnelheid en de hoeveelheid sediment die van de continenten naar zee werd afgevoerd. Daardoor zou de chemie van de oceanen zodanig (voorgoed) zijn veranderd dat het 'oude' fytoplankton onvoldoende voedingsstoffen meer kreeg. Het duurde kennelijk zo'n 130 miljoen jaar voordat fytoplankton zich door evolutionaire aanpassingen zozeer aan de veranderende oceanische geochemie had aangepast, dat er weer een opbloei mogelijk was.

Referenties:
  • Riegel, W., 2008. The Late Palaeozoic phytoplankton blackout - artefact or evidence of global change? Review of Palaeobotany and Palynology 148, p. 73-90.

Tekeningen: uit het besproken artikel.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl