NGV-Geonieuws 15

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Februari 2002, jaargang 4 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 !
  • 180 Schilderijen van Canaletto tonen wegzakken van VenetiŽ
  • 181 Hoge waterstand Nijl veroorzaakte ondergang van Herakleion en Canopus
  • 182 Nieuw zicht op evolutie door vondst van kreeftachtig diertje
  • 183 Menselijke activiteiten doen methaangehalte in atmosfeer al 5000 jaar stijgen
  • 184 Vogels blijken te kenschetsen als onvolledig doorgegroeide sauriŽrs

    << Vorige uitgave: 14 | Volgende uitgave: 16 >>

180 Schilderijen van Canaletto tonen wegzakken van VenetiŽ
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

VenetiŽ, met al zijn historische gebouwen, zinkt steeds verder weg. Volgens meetgegevens die in 1871 begonnen, gebeurt dat met een gemiddelde snelheid van 2,4 mm per jaar. Maar de daling was al veel eerder begonnen. Daarvan is het bewijs gevonden in de vorm van schilderijen die de Italiaan Canaletto in de 18e eeuw van VenetiŽ maakte.


RIVA DEGLI SCHIAVONI

De Italiaanse schilders uit de 18e eeuw schilderden zeer natuurgetrouw omdat daar door de opdrachtgevers nadrukkelijk om werd gevraagd. De stads- en vooral de havengezichten die Canaletto schilderden moesten de werkelijkheid dan nauwkeuriger weergeven dan de schilder zou kunnen als hij vanuit zijn atelier zou werken. Daarom maakte Canaletto, die vooral voor welgestelde toeristen schilderde en die daarbij de ongelooflijke productie bereikte van ongeveer elke drie dagen een nieuw schilderij, gebruik van de camera obscura, de voorloper van het huidige fototoestel. Canaletto deed dit werk ongeveer 10 jaar (in de dertiger en veertiger jaren van de 18e eeuw) en produceerde bij elkaar dus zeer veel werken; die zijn goed gedateerd, en stuk voor stuk geven ze de werkelijkheid op het moment van schilderen weer.

Dario Camuffo, een klimatoloog uit Padua, heeft meer dan honderd schilderijen van Canaletto nauwkeurig geanalyseerd. Daarbij merkte hij onder meer op dat op de kademuren steeds een streep van algen zichtbaar is. Dat niveau komt, zoals dat ook nu het geval is, overeen met het hoogwaterniveau zoals dat door getijdenwerking wordt veroorzaakt. De hoogte van dat algenniveau kon Camuffo precies berekenen door het aantal rijen bakstenen tussen dat niveau de bovenkant van de kade te tellen. Op basis daarvan komt Camufo tot de conclusie dat de zeespiegel in de lagune van VenetiŽ in de desbetreffende periode met 2,7 mm per jaar steeg, of liever gezegd dat VenetiŽ met die snelheid daalde. Een waarde die zeer goed overeenkomt met de huidige metingen.

Referenties:
  • Holden, C. (ed.), 2001. Canaletto had scientistís eye. Science 294, p. 511.

181 Hoge waterstand Nijl veroorzaakte ondergang van Herakleion en Canopus
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

De stijging van de zeespiegel sinds het einde van de laatste ijstijd en de daling van de Nijldelta worden vaak genoemd als waarschijnlijke oorzaak voor het onder water verdwijnen van Egyptische steden uit de klassieke oudheid. Maar mogelijk is een heel ander proces voor de ondergang van deze steden verantwoordelijk. Dat blijkt uit onderzoek naar de restanten van de vroeger bloeiende steden Herakleion en Canopus, destijds gelegen aan de rand van de Nijldelta. Het recente onderzoek van ruÔnes van deze steden, op zoín 6-7 m diepte in wat nu de Baai van Abu Qir is, voor de kust van Egypte, wijst tenminste in een heel andere richting. Volgens Jean-Daniel Stanley (van het National Museum of Natural History, een onderdeel van het Smithonian Institution in Washington) en Frack Goddio en Gerard Schnepp (van het Institut Europťen díArchťologie Sous-Marine in Parijs) zijn de steden namelijk verzwolgen door het water toen de Nijl door zijn oeverwallen heenbrak. Zij leveren daarvoor een aantal overtuigende argumenten.

De beide steden beleefden een lange bloeitijd, die van de Griekse tot de Byzantijnse tijd duurde. De bloei was vooral te danken aan hun ligging langs een tak van de Nijl die een belangrijke handelsroute vormde tussen Griekenland en de landinwaarts gelegen steden in Egypte. In de eerste duizend jaar na het begin van onze jaartelling werd deze route echter steeds minder belangrijk, doordat zich nieuwe rivierarmen vormden die beter geschikt waren voor de scheepvaart. Wellicht dat daardoor de beide steden langzaam verarmden, en minder geld beschikbaar hadden om zich tegen de jaarlijks terugkerende hoge waterstanden van de Nijl te beschermen.

In 1999 en 2000 zijn de al eerder gevonden maar nauwelijks onderzochte ruÔnes van beide steden aan een uitgebreid onderzoek onderworpen. Hierbij werden diverse geofysische technieken gebruikt, maar ook werden directe waarnemingen gedaan door duikers. Daarnaast werden boormonsters uit het gebied van de beide steden en hun directe omgeving onderzocht. De Nijltak blijkt zich van oost naar west te hebben verplaatst, en daarna weer terug naar het oosten. De verplaatsing, hoe langzaam ook vanuit menselijk oogpunt, leidde tot ruimtelijke problemen, vooral omdat belangrijke gebouwen (zoals tempels) bij voorkeur op de relatief hoge oeverwallen, dicht naast de rivier, waren gebouwd.

In of na 731 (een datering die berust op de ouderdom van de jongste munten die werden gevonden) moeten deze bouwwerken nog intact zijn geweest, maar een buitengewoon hoge waterstand van de Nijl (zeker een meter hoger dan het gewone hoogwaterniveau) in 741 of 742 maakte daaraan een eind. Een eerdere hoge waterstand was al opgetreden in 719 of 720 n.Chr., maar toen kennelijk niet tot grote schade had geleid; dat zou kunnen wijzen op een relatief snelle zijwaartse verplaatsing van de rivierloop tussen 720 en 730.

De opbouw van de ondergrond laat zien dat er grote, gebogen 'wiggen' aan de randen van de oeverwallen ontstonden; ze zijn zoín 100 m lang, 5 m breed en 2 m diep. Volgens de onderzoekers moeten ze zijn ontstaan doordat de kleirijke afzettingen nabij de gebouwen het begaven, zoals ook nu dijken dat doen bij ongewoon hoge waterstand en onvoldoende onderhoud. Het gewicht van het Nijlwater dat over de zachte en instabiele oeverwallen met zijn sterk humeuze karakter stroomde, heeft waarschijnlijk inzakking en scheuring in gang gezet, met tal van vervolgprocessen, waarbij onder meer plaatselijk waterrijke klei uit de ondergrond als een soort paddestoelachtige structuren (diapieren) omhoog werd geperst. De bodem werd dus steeds instabieler en er moeten volgens de boringen en bodemprofielen dan ook grote vervloeiingen en modderstroomachtige processen hebben plaatsgevonden.

Herakleion en Canopus zijn volgens de onderzoekers dan ook door overstroming ten onder gegaan (dat de restanten thans enkele meters onder zeeniveau liggen, is overigens wel een gevolg van de combinatie van zeespiegelstijging en bodemdaling) op een wijze die nu plaatselijk optreedt in de monding van de Mississippi.

Referenties:
  • Stanley, J.-D., Goddio, F. & Schnepp, G., 2001. Nile flooding sank two ancient cities. Nature 412, p. 293-294.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Herakleion, Canopus gingen onder door overstroming van Nijl' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 augustus 2001).

182 Nieuw zicht op evolutie door vondst van kreeftachtig diertje
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 !

De vondst van een zeer oud fossiel waarvan zowel de schaal (van calciumfosfaat) als weke delen prachtig zijn gefossiliseerd, plaatst de soortenexplosie in het dierenrijk veel vroeger in de evolutie. De uitmuntende conservering laat geen twijfel over de aard van het diertje: het behoort tot de phosphatocopide crustaceeŽn (kreeftachtigen). De uitzonderlijke vondst werd door Britse en Duitse onderzoekers gedaan in een steenlaag (Protolenus-kalksteen, in Shropshire, Groot-BrittanniŽ) van zoín 511 miljoen jaar oud. Dat is slechts zoín 22 miljoen jaar na het begin van het Cambrium. In deze geologische periode voltrok zich een plotselinge evolutionaire explosie waarin de daarvoor vrijwel uitsluitend uit weke delen bestaande fauna zich in tal van takken splitste; daarbij ontwikkelden zich ook veel diergroepen met goed fossiliseerbaar skelet (van calciumfosfaat of van calciumcarbonaat). Daarom worden er pas vanaf het Cambrium grote aantallen fossielen gevonden, maar slechts zelden in oudere gesteenten.




Het grote belang van de nieuwe vondst is dat eruit blijkt dat er ruim voor het begin van het Cambrium al een ontwikkeling binnen de Crustacea moet hebben plaatsgevonden. Met die constatering moet opeens veel meer waarde worden toegekend aan de eerder opgestelde (maar door vrijwel alle deskundigen verworpen) hypothese dat er al voor het Cambrium een aanzienlijke diversiteit in het dierlijk leven is geweest. Dat doet dan direct de vraag rijzen waarom er nooit fossielen van die kennelijk al sterk gedifferentieerde vroege fauna zijn gevonden, en waarom alle faunaís die bekend zijn van omstreeks de grens tussen Precambrium en Cambrium zo sterk op elkaar lijken, en waarom daarin geen skeletvormende dieren aanwezig zijn.

Mogelijk deed zich na een eerdere diversificatie onder invloed van de milieu-omstandigheden een ontwikkeling voor waarbij de diverse taxa steeds meer op elkaar gingen lijken, althans voor zover herkenbaar aan gefossiliseerde weke delen. Dat scenario lijkt echter niet erg waarschijnlijk. Een andere mogelijkheid is dat er zich reeds tussen 700 en 500 miljoen jaar geleden een duidelijke diversificatie aftekende (ook DNA-analyse van huidige diergroepen wijst in die richting), maar dat de verschillende diergroepen zich geografisch gescheiden van elkaar ontwikkelden. Omdat er slechts weinig oude gesteenten bewaard zijn gebleven, en omdat bepaalde groepen zich ontwikkelden in milieus die minder geschikt zijn voor fossilisatie, zouden de tot nu toe gedane vondsten een vertekend beeld van het zeer oude leven op aarde geven. Het meest waarschijnlijk is echter toch dat de reeds eerder gediversifieerde fauna pas bij het begin van het Cambrium begon met het maken van skeletten.

Referenties:
  • Fortey, R., 2001. The Cambrian explosion exploded? Science 293, p. 438-439.
  • D.J., Williams, M. & Waloszek, D., 2001. A phosphatocopid crustacean with appendages from the Lower Cambrian. Science 293, p. 479-481.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Fossiele geleedpotige geeft nieuwe kijk op de evolutie' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (11 augustus 2001).

Afbeelding beschikbaar gesteld door D.J. Siveter en tevens met toestemming van Science

183 Menselijke activiteiten doen methaangehalte in atmosfeer al 5000 jaar stijgen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

Hoewel koolzuurgas (CO2) het meest wordt genoemd als 'broeikasgas', is het effect ervan op de opwarming niet erg duidelijk. Veel effectiever als broeikasgas lijkt methaan (CH4), dat geologisch ook bekend staat als moerasgas. Van koolzuurgas is bekend dat de concentratie ervan in de atmosfeer voortdurend is toegenomen sinds de industriŽle revolutie. De concentratie van methaangas neemt echter al veel langer toe: enkele duizenden jaren. Ook daarbij blijkt menselijke activiteit een belangrijke rol te spelen.

Twee onderzoekers van het Instituut voor Milieukunde van de Universiteit van Virginia, William Ruddiman en Jonathan Thomson, hebben die stijging nader onderzocht. Ze stellen vast dat van zoín 5000 jaar geleden tot het begin van de industriŽle revolutie de hoeveelheid methaan in de atmosfeer steeg met ca. 100 deeltjes per miljard (ppb). Daardoor kwam de concentratie terecht op een niveau van 725 ppb. Deze toename is dermate groot dat hij - volgens de onderzoekers - niet kan worden verklaard door veranderende milieu-omstandigheden die voortvloeiden uit astronomische factoren (aardbaan, stand aardas). Volgens analyse van luchtbelletjes uit ijskernen heeft zoín toename tenminste nooit plaatsgevonden bij eerdere afwisselingen van warmere en koudere tijden.

Er lijken geen mogelijkheden om de toename op een andere natuurlijke wijze te verklaren. Weliswaar is bekend dat veengebieden in koude streken, evenals natte gebieden (zogeheten wetlands) in de tropen veel methaangas produceren, maar de toename van de methaanconcentratie in de afgelopen 5000 jaar is niet in overeenstemming met de uitbreiding (en inkrimping) van dergelijke gebieden.

Momenteel wordt relatief veel methaangas geproduceerd bij de natte rijstbouw. De onderzoekers achten het waarschijnlijk dat prehistorische (en weinig efficiŽnte) verbouw van rijst verantwoordelijk was voor de abnormaal sterke toename van methaangas in de atmosfeer. Juist de inefficiŽntie van de vroege rijstbouw zou ervoor hebben gezorgd dat de uitstoot van methaan, ondanks de toen nog zeer geringe populatiedichtheid, zulke verstrekkende gevolgen had.

Referenties:
  • Ruddiman, W.F. & Thomson, J.S., 2001. The case for human causes of increased atmospheric CH4 over the last 5000 years. Quaternary Science Reviews 20, p. 1769-1777.

184 Vogels blijken te kenschetsen als onvolledig doorgegroeide sauriŽrs
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Nieuw onderzoek over de structuur van de botten van vogels levert nieuwe argumenten voor de - inmiddels ook nauwelijks meer omstreden - hypothese dat vogels afstammen van de sauriŽrs. In dit geval gaat het om de manier waarop de vogels hun 'lichtgewicht' botten krijgen.

Een van de kenmerken van vogels is dat ze, nadat ze uit het ei zijn gekropen, zeer snel groeien en hun volle omvang al (bijna) volledig hebben bereikt als ze uitvliegen. Na een jaar komt verdere groei nog slechts bij zeer weinig vogels voor. Dit is een vrij uitzonderlijke situatie: bij de meeste diergroepen vindt groei gedurende een veel langer deel van het leven plaats. Het is uit studies van de botten van bekend dat bij de grote sauriŽrs eveneens een zeer snelle groei in de eerste jaren optrad; de verklaring daarvoor is dat die snelle groei de periode als betrekkelijk weerloos prooidier verminderde.

Uiteraard was de snelle groei in sommige opzichten nadelig voor de groepen die zich door de lucht bewogen. Het gewicht neemt bij voortgaande groei immers met de derde macht toe, terwijl de oppervlakte van de vleugels slechts kwadratisch toeneemt. De huidige bevindingen wijzen erop dat de vogels voor dat probleem een oplossing hebben gevonden door wel de snelle groei van de reuzensauriŽrs over te nemen, maar die groei 'voortijdig' te stoppen. Daardoor bleef hun gewicht relatief laag, ook al omdat de eerste - snelle - groeifase van de botten gepaard gaat met een weinig dichte botstructuur.

Een van de groepen onderzoekers heeft daarbij zowel de wordingsgeschiedenis van afzonderlijke individuen (de ontogenie) beschouwd, als ook de afstamming (phylogenie), waarbij kenmerken van groep op groep overgaan, al dan niet volledig ontwikkeld. Deze onderzoekers, van de Universiteit van Berkeley, de Universiteit van Parijs, en het Museum of the Rockies (Bozeman, Montana), vinden daarbij tal van aanwijzingen die het nog waarschijnlijker maken dan het al was dat de vogels van bepaalde groepen sauriŽrs afstammen. Andere onderzoekers, biologen van de Universiteit van Kaapstad en van de Universiteit van Wroclaw (Polen) komen tot dezelfde conclusie op basis van uitsluitend de kenmerken van de botten van vogels, waarbij ze een groot aantal soorten uit het begin van hun evolutionaire ontwikkeling hebben onderzocht.

Een derde groep onderzoekers, van de Florida State University, het Science Museum in Minnesota en Stanford University hebben hun analyse van de groei van sauriŽrs, en daaraan gekoppeld vogels, vooral gebaseerd op de karakteristieken van jaarringen. Ze concluderen dat vogels zeker een deel van hun snelle groei hebben overgeŽrfd van de dinosauriŽrs, maar dat de snelle groei van de dinosauriŽrs zelf pas goed tot ontwikkeling kwam (en lang niet bij alle groepen) tijdens of na de evolutionaire stap waarbij de vogels zich afscheidden.

Referenties:
  • Chinsamy, A. & Elzanowski, A., 2001. Evolution of growth patterns in birds. Nature 412, p. 402-403.
  • Erickson, G.M., Rogers, K.C. & Yerby, S.A., 2001. Dinosaurian growth patterns and rapid avian growth rates. Nature 412, p. 429-433.
  • Padian, K., RicqlŤs, A.J. de & Horner, J.R., 2001. Dinosaurian growth rates and bird origins. Nature 412, p. 405-408.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Botanalyses maken de vogel-sauriŽr-link nog eens sterker' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (11 augustus 2001).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl