NGV-Geonieuws 153

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Oktober 2008, jaargang 10 nr. 10

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 971 Massauitsterving op P/T-grens kwam niet door gebrek aan zuurstof
  • 972 Nieuwe datering van oud sedimentatiebekken ondersteunt 'Sneeuwbal Aarde'.
  • 973 Ontwikkeling dierlijk leven in oceanen werd bevorderd door opgelost ijzer
  • 974 Succes van de dinosauriërs was grotendeels toeval
  • 975 Miljoenen sporen tonen migratie in Trias van reptielen
  • 976 IJsverlies op Groenland nauwkeurig bepaald
  • 977 Dino’s liepen over drassige grond waarin longvissen 'overzomerden’
  • 978 Microben verminderen erosie van bodem die onder ijs vandaan komt
  • 979 Platina in aardkorst waarschijnlijk afkomstig uit de ruimte
  • 980 Eocene reuzenvogel had goed ontwikkelde tanden

    << Vorige uitgave: 152 | Volgende uitgave: 154 >>

971 Massauitsterving op P/T-grens kwam niet door gebrek aan zuurstof
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

Een van de talrijke hypotheses over de oorzaak van de grote massauitstervingen die zo’n 250 en 200 miljoen jaar geleden plaatsvonden (resp. de grens Perm/Trias en de grens Trias/Jura), betreft een zodanige daling van de zuurstofconcentratie in de atmosfeer dat het leven voor veel taxa zowel op land als in zee (waar de zuurstof grotendeels afkomstig is van de atmosfeer) onmogelijk werd. De atmosferische zuurstofconcentratie zou volgens sommigen in het Mesozoïcum zijn gedaald tot 10 of 12% (momenteel 20,9%). Die cijfers zijn gebaseerd op modellen van de geochemische cycli van koolstof en zwavel. Er zijn echter nooit directe of indirecte aanwijzingen gevonden dat er destijds zo’n lage zuurstofconcentratie was.


Onderzoekleidster Clair Belcher in een speciaal gebouwde onderzoeksruimte voor experimenten bij een lage atmosferische zuurstofconcentratie (vandaar beademingsapparatuur)

Onderzoekers van het University College in Dublin hebben dit probleem nu op een geheel nieuwe manier benaderd. Ze vroegen zich af of een dergelijke geringe hoeveelheid zuurstof in de lucht te rijmen valt met andere geologische verschijnselen. Een van de verschijnselen die alleen kunnen optreden als er voldoende zuurstof aanwezig is, zijn bosbranden. Die moeten in het Mesozoïcum veelvuldig zijn opgetreden (net als nu), zoals blijkt uit de lagen waarin veel houtskool voorkomt. De onderzoekers hebben daarom uitgezocht hoeveel zuurstof minimaal in de lucht aanwezig moet zijn om bosbranden mogelijk te maken.

Voor dat onderzoek werd een speciale ruimte gebouwd waarin een lage (variabele) zuurstofconcentratie kon worden gehandhaafd, waarin de temperatuur en luchtvochtigheid konden worden geregeld, en waarin diverse planten werden ondergebracht. In die ruimte werd bekeken of de planten nog konden groeien, en ook werden in die ruimte materialen (dennenhout, mos, lucifers, papier en een kaars) verbrand onder omstandigheden zoals die volgens veel onderzoek gedurende grote delen van het Mesozoïcum moeten hebben bestaan (o.a. een temperatuur van 20 °C). Door de experimenten te herhalen bij verschillende zuurstofconcentraties, konden de onderzoekers de ondergrens vaststellen waarbij nog brand mogelijk is.


Warmtebeeld van brandend Sphagnum mos in de onderzoeksruimte

Uit de experimenten bleek dat het onmogelijk is om brand van enige omvang of duur te krijgen onder (nagebootste) natuurlijke omstandigheden waarbij de lucht minder dan 15% zuurstof bevat. Het feit dat er talrijke houtskoolbevattende lagen door het gehele Mesozoïcum voorkomen die wijzen op uitgestrekte bosbranden, betekent dus dat er destijds geen langdurige perioden voorkwamen waarin het atmosferische zuurstofgehalte waarden bereikte van slechts 10-12%. De consequentie van deze bevindingen is niet alleen dat de hypothese van zuurstofgebrek als oorzaak van twee van de vijf grootste massauitstervingen op aarde niet langer houdbaar is, maar dat ook de modellen met betrekking tot de koolstof- en zwavelcycli niet blijken te kloppen. Dat is mede van belang omdat modellen met betrekking tot de koolstofcyclus een rol spelen bij voorspellingen over temperatuurstijgingen als gevolg van een toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer.

Referenties:
  • Belcher, C.M. & McElwain, J.C., 2008. Limits for combustion in low O2 refine paleoatmospheric predictions for the Mesozoic. Science 321, p. 1197-1200.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Claire Belcher, School of Biology and Environmental Science, University College Dublin, Dublin (Ierland).

972 Nieuwe datering van oud sedimentatiebekken ondersteunt 'Sneeuwbal Aarde'.
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een opmerkelijke herziening van de ouderdom van enkele sedimentatiebekkens in India lijkt ondersteuning te geven aan de hypothese dat de aarde in een ver geologisch verleden ooit geheel met ijs was bedekt ('Sneeuwbal Aarde'). Ook zou de herziene datering consequenties kunnen hebben voor ons inzicht in de ontwikkeling van het leven op aarde.


Traditionele visie van hoe de diverse huidige continenten en continentale brokstukken in Gondwanaland aan elkaar moeten hebben gezeten

Het gaat om de datering van het Vindhyanchal-Bekken in India. Dat was tot nu toe slecht gedateerd. Een deel van de dateringen berustte op de verhouding tussen de twee strontiumisotopen Sr-86 en Sr-87, en op de verhouding tussen de koolstofisotopen C-12 en C-13. Daarnaast waren er in een bepaald pakket fossielen gevonden die tot de zogeheten Ediacara-fauna werden gerekend. De Ediacara-fauna, bestaande uit organismen waarvan mogelijk geen vertegenwoordigers meer bestaan (de fauna is wel een 'doomed experiment’ genoemd) en waarvan het zelfs niet duidelijk is of de organismen wel mogen worden gerekend tot wat wij nu het dierenrijk noemen, is bekend van omstreeks 600-550 miljoen jaar geleden. Die ouderdom werd dan ook aan het desbetreffende pakket in het Indiase bekken toegekend, waarbij aan de oudste delen van het bekken overigens een iets hogere ouderdom werd toegekend: ca. 700 miljoen jaar.


Overzicht van alle onderzochte locaties met ‘normaal’ aardmagnetisch veld (boven) en met omgekeerd aardmagnetisch veld (onder)

Het bekken maakt deel uit van een serie bekkens ten noorden van Delhi. Al deze bekkens vormen betrekkelijk vlakke depressies in de aardkorst en hebben een omvang van duizenden vierkante kilometers. Ze zouden zijn ontstaan toen er ter plaatse rek in de aardkorst optrad, waardoor de korst dunner werd, om vervolgens iets weg te zinken.

Een student, Laura Gregory, die ter plaatse veldwerk uitvoerde, nam monsters mee van een kimberliet, een gesteente dat wel in diepe kraterpijpen van vulkanen ontstaat en waarin wel diamant wordt aangetroffen. Datering van een monster leverde de verrassend hoge ouderdom van 1,073 miljard jaar op. Om te zien of de kimberliet niet een 'vreemde eend in de bijt’ was, bepaalde Laura Gregory ook de paleomagnetische gegevens van de kimberliet. Een andere student, Shawn Malone, vergeleek de gevonden waarden met soortgelijke gegevens van andere gesteenten in het bekken, en vond steeds gelijke uitkomsten. Dat betekent dat de gesteenten in het bekken alle ongeveer even oud als de kimberliet moesten zijn, dus ruim 1 miljard jaar. Het onderzoek werd daarop uitgebreid en monsters van in totaal 56 locaties werden op gelijke wijze onderzocht, steeds met hetzelfde resultaat.


Zirkoon uit ondermeer de Gibhakar Zandsteen (links) en de Boven Bhander Zandsteen (rechts) werd gebruikt voor de ouderdomsbepalingen

Hoewel soms problematisch, werd vervolgens geprobeerd om de ouderdom van de gesteenten vast te stellen op basis van zogeheten laser massaspectrografie van zirkoonkorrels in de sedimenten. Die methode leidde tot een datering van 1,020 miljard jaar; in feite nauwelijks afwijkend van de radiometrische datering van de kimberliet. Een en ander betekent dat het bekken hoogst waarschijnlijk zo’n 500 miljoen jaar (ruim 10% van de ouderdom van de aarde!) ouder is dan eerder werd gedacht.

De datering is van belang omdat de aarde tussen 700 en 635 miljoen jaar geleden enkele malen volledig met ijs zou zijn bedekt. Een van de tegenwerpingen tegen die hypothese berustte op het gebrek aan aanwijzingen voor vergletsjering juist in deze Indiase bekkens. Dat gebrek aan dergelijke aanwijzingen is nu dus logisch: de bekkens zijn veel ouder dan de glaciaties.


Onderzoeksleider Shawn Malone


Joseph Meert, co-auteur en supervisor van het onderzoek


Interessant in deze context is nu ook dat er eerder door een Zweedse paleontoloog Ediacara-fauna was ontdekt in een nabij gelegen bekken dat hij dateerde als 1,6 miljard jaar oud. Die datering was echter zeer omstreden, maar lijkt nu minder onwaarschijnlijk. Dat is van groot belang voor ons inzicht in de ontwikkeling van het leven, want de Ediacara-fauna bestaat uit meercellige (vaak al tamelijk complexe) organismen. Tot nu toe waren die alleen bekend van na de grote glaciaties van (eventueel) Sneeuwbal Aarde. Wellicht is dat gecompliceerde leven dus ook al 500 miljoen jaar ouder dan tot nu toe werd aangenomen.

Referenties:
  • Malone, S.J., Meert, J.G., Banerjee, D.M., Pandit, M.K., Tamrat, E., Kamenov, G.D., Pradhan, V.R. & Sohl, L.E., 2008. Paleomagnetism and detrital zircon geochronology of the Upper Vindhyan sequence, Son Valley and Rajasthan, India: a ca. 1000 Ma closure age for the Purana Basins? Precambrian Research 164, p. 137-159.

Illustraties (behalve de foto’s van de onderzoekers) uit het aangehaalde artikel.

973 Ontwikkeling dierlijk leven in oceanen werd bevorderd door opgelost ijzer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

De plotselinge opkomst van al tamelijk complex leven in de vorm van de Ediacara-fauna (waarvan de meeste deskundigen aannemen dat die vlak na de grote ijstijden aan het einde van het Precambrium zijn ontstaan, al zijn er aanwijzingen voor een veel eerdere ontwikkeling: zie Geonieuws 972) hangt ongetwijfeld samen met veranderingen in het mariene leefmilieu. Dat kan zowel op de hoeveelheid zuurstof in het zeewater betrekking hebben als op de beschikbaarheid van mineralen in een vorm die voor organismen goed opneembaar is.


Onderzoeksleider Donald Canfield
(Universiteitr van Zuid-Denemarken)

De geochemie van het vroegere zeewater is dus van groot belang, en de chemische samenstelling van het zeewater houdt op zijn beurt weer verband met de stoffen die vanaf het land naar zee werden vervoerd, en dus ook met de verwering op het land, en dus ook met de klimatologische omstandigheden. Daarin ligt waarschijnlijk de sleutel van het verband tussen de extreem grote vergletsjeringen ('Sneeuwbal Aarde’) die zo’n 700-600 miljoen jaar geleden plaatsvonden en de ontwikkeling van de Ediacara-fauna (en daarna van de 'moderne’ fauna).

Een van de diverse voor het leven belangrijke chemische elementen is ijzer. Het is weliswaar slechts in kleine hoeveelheden nodig voor levende organismen, maar het is wel essentieel. In zuurstofrijk zeewater is ijzer niet oplosbaar; in zuurstofarm water daarentegen wel. Onderzoekers hebben nu sedimenten uit de tijd van 'Sneeuwbal Aarde’ geanalyseerd op de aard van de ijzerverbindingen, en ook op de verhouding tussen de diverse zwavelisotopen. Het onderzoek wijst dat het oppervlaktewater destijds zuurstofrijk moet zijn geweest, maar dat het dieptewater zuurstofarm - en rijk aan opgelost ijzer - was. Dat is interessant, omdat eerder werd aangenomen dat de oceanen heel lang volledig verstoken waren gebleven van zuurstof, en dus ook van opgelost ijzer. Het onderzoek naar de zwavelisotopen werd uitgevoerd omdat gebrek aan zuurstof de omzetting door sulfaatreducerende bacteriën van sulfaten naar sulfiden belemmert. Meer zuurstof betekent dus meer sulfiden in het zeewater.

De onderzoekers:


Andrew Knoll
(Harvard University, VS)


Guy Narbonne
(Queen’s University, Canada)
foto Greg Locke.


Tatiana Goldberg
(Newcastle University, GB)


Harald Straus
(Universität Münster,
Duitsland)


In feite leidt het onderzoek tot een nieuw beeld van de ontwikkeling van de geochemie van de oceanen. In het oude model waren de oceanen, waarin mogelijk ca. 2,7 miljard jaar geleden algen begonnen met fotosynthese, ijzerrijk tot omstreeks 1,8 miljard jaar geleden (toen kwam ook een einde aan de van ijzer en zwavel afhankelijke vorming van de zogeheten banded iron formaties (gestreepte ijzerrijke gesteenten). De oceaan werd vervolgens zuurstofrijk, hetgeen zo bleef op de enkele intervallen met grote glaciaties (eind Precambrium) na, waarbij de eerste gecompliceerde organismen ca. 600 miljoen jaar geleden ontstonden. Volgens de onderzoekers moet dit beeld in zoverre worden herzien dat de oceanen 1,87 miljard jaar geleden niet zuurstofrijk werden, maar rijk aan zwavelwaterstof. Dat duurde tot omstreeks 700 miljoen jaar geleden, toen - volgens hen - aan het begin van de grote Precambrische glaciaties de oceanen opnieuw ijzerrijk werden. Pas omstreeks het einde van het Fanerozoïcum (het precieze moment laten de onderzoekers in het midden) zou de sulfidische oceaan weer zijn veranderd in een zuurstofrijke oceaan. Inmiddels klinken er overigens al tegenwerpingen tegen de hypothese dat de oceanen gedurende (een groot deel van) het Fanerozoïcum zuurstofarm (en ijzerrijk) zouden zijn geweest.

Referenties:
  • Canfield, D.E., Poulton, S.W., Knoll, A.H., Narbonne, G.M., Ross, G., Goldberg, T. & Strauss, H., 2008. Ferruginous conditions dominated Lower Neoproterozoic deep-water chemistry. Science 321, p. 949-952.
  • Lyons, Th. W., 2008. Ironing out ocean chemistry at the dawn of animal life. Science 321, p. 923-924.

Foto’s: websites van de genoemde universiteiten.

974 Succes van de dinosauriërs was grotendeels toeval
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 !

Het - ook onder geologen - wijdverspreide idee dat de dinosauriërs de wereld gedurende het Mesozoïcum als superieure dieren domineerden, moet worden bijgesteld. Dat is althans de opvatting van doctoraalstudent Steve Brusatte en enkele medeonderzoekers op basis van nieuwe gegevens en wat rekenwerk. Ze kwamen tot die opvatting door de vroege dinosauriërs te vergelijken met de belangrijkste diergroep waarmee ze moesten wedijveren: de crurotarsiërs, die de voorouders vormen van de huidige krokodillen.

Ze vonden dat de dinosauriërs helemaal niet als superieur uit de vergelijking naar voren kwamen, maar dat juist de crurotarsiërs meer succes hadden gedurende de dertig miljoen jaar dat ze samen op aarde voorkwamen. Daaraan kwam een einde bij de massauitsterving op de grens Trias/Jura (ruim 200 miljoen jaar geleden); pas op dat moment bleken de dinosauriërs beter bestand tegen de toen kennelijk exceptionele omstandigheden (toen de aarde een zeer warme periode doormaakte).


De schedels van enkele onderzochte archosauriërs. Boven: Batrachotomus (links) en Postosuchus (rechts). Midden: Nicrosaurus (l) en Aetosaurus (r). Onder: Lotosaurus (l) en Riojasuchus (r).

Dinosauriërs en crurotarsiërs ontwikkelden zich samen na de massauitsterving op de grens Perm/Trias (251 miljoen jaar geleden) en beide groepen vulden niet of slechts gedeeltelijk door andere diergroepen in beslag genomen onderdelen van het leefmilieu (niches). De crurotarsiërs ontwikkelden daarbij een veel grotere verscheidenheid dan de dinosauriërs, variërend van de gigantische vleesetende rauisuchiërs en de vleesetende phytosauriërs (oorspronkelijk ten onrechte als sauriërs beschouwd) met hun lange snuit tot de grazende aetosauriërs (ook geen echte sauriërs) met hun sterk ontwikkelde pantsers. Vanwege hun morfologische gelijkenis zijn veel crurotarsiërs aanvankelijk als dinosauriërs beschouwd (en dat was mede een reden waarom de dinosauriërs - die overigens ook veel verscheidenheid vertonen - zo succesvol leken te zijn), maar inmiddels staat afdoende vast dat de twee groepen principieel verschillend waren, wat ook blijkt uit hun nazaten: vogels in het geval van de dinosauriërs en krokodillen in het geval van de crurosaurërs. Overigens hadden beide groepen ook vel gemeen: ze beconcurreerden elkaar bijvoorbeeld ten aanzien van het voedsel.


De 'morforuimte’ (zie tekst) gedurende de Trias voor dinosauriërs, crurotarsiërs (aan de krokodil verwante archosauriërs) en pterosauriërs

De onderlinge strijd om het bestaan moet hevig zijn geweest. Wie het meest succesvol waren, onderzochten Brusatte en zijn collegaonderzoekers aan de hand van metingen met betrekking tot 437 aspecten van de skeletten van 64 soorten uit beide groepen. Mede aan de hand van een nieuwe stamboom van beide groepen voerden ze twee verschillende berekeningen uit om meer inzicht in het evolutionaire patroon te krijgen. De eerste berekening betrof de zogeheten dispariteit (de mate waarin de bouwplannen van het lichaam uiteenlopen) bij elk van de diergroepen. De dispariteit geeft een redelijk betrouwbaar beeld van de leefwijze, het voedsel en het specifieke leefmilieu van een diergroep. Hierbij bleek dat de crurotarsiërs een maar liefst tweemaal zo grote dispariteit vertonen als de dinosauriërs. Dat wijst erop dat ze in feite beter voor de strijd om het bestaan waren toegerust dan de dinosauriërs.


Onderzoeksleider Steve Brusatte
(foto American Museum of Natural History)


Onderzoeker Mike Benton
(University of Bristol)


De onderzoekers analyseerden ook de evolutiesnelheid bij beide groepen. Hoe sneller de evolutie, hoe beter een diergroep zich aanpast aan veranderende omstandigheden en hoe beter vertegenwoordigers uit de groep gebruik kunnen maken van bestaande niches. Bij dit onderzoek bleek dat de evolutiesnelheid van beide groepen gedurende de 30 miljoen jaar dat ze samen op aarde voorkwamen, gelijk was. In dat opzicht was er dus geen verschil in superioriteit.

Uit een en ander moet volgens de onderzoekers worden geconcludeerd dat, bij een normale ontwikkeling, de dinosauriërs het op termijn zouden hebben afgelegd tegen de crurotarsiërs. Ze hadden echter geluk: bij de massauitsterving op het einde van het Trias bleken ze grotere overlevingskansen te hebben. Het geluk bleef aan hun zijde totdat een andere massauitsterving, op de grens Krijt/Tertiair (65 miljoen jaar geleden) ook aan deze gelukkige diergroep een einde maakte.

Referenties:
  • Brusatte, S.L., Benton, M.J., Ruta, M. & Lloyd, G.T., 2008. Superiority, competition,
  • and opportunism in the evolutionary radiation of dinosaurs. Science 321, p. 1485-1488.

Tekeningen en foto Mike Benton: University of Bristol (Groot-Brittannië). Foto Steve Brusatte: National Museum of Natural History, Washington, D.C. (Verenigde Staten van Amerika)

975 Miljoenen sporen tonen migratie in Trias van reptielen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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


Reptielen migreerden in het Trias van het Boheems naar het Rijns Massief
en lieten op 75 locaties miljoenen sporen achter in de bodem van een kalkig
waddenmilieu, waar twee kleine soorten permanent woonden.

In 1958 werden bij Winterswijk fossiele voetstappen van vertebraten (naar later bleek reptielen) aangetroffen. Ze bevonden zich in kalksteen die behoort tot de Onder-Muschelkalk (Midden-Trias). Het waren uitzonderlijke sporen omdat het milieu waarin ze werden gevonden ook resten van vertebraten bevatten die aangepast waren aan een marien milieu. Daarmee wijken deze sporen af van de talrijke andere die inmiddels in West- en Centraal-Europa zijn gevonden en die uit dezelfde tijd stammen. De eerste van die sporen werden al in 1834 ontdekt in fluviatiele afzettingen in een pakket dat voornamelijk uit rode zandstenen bestaat die in een woestijnmilieu zijn gevormd. Sindsdien zijn er op tal van plaatsen, waaronder zeker 75 groeves, niveaus met vergelijkbare sporen gevonden. Een groot deel daarvan bevindt zich in kalkige gesteenten die op de grens van land en zee (vaak in een wadachtig milieu) in het zogeheten Germaanse Bekken zijn gevormd.


Gelige dolomieten (sabkha facies) in de Onder-
Muschelkalk bij Hardegsen, afgedekt door een pakket
van gelithificeerde kalkmodder met talrijke niveaus
met sporen van Rhynchosauroides en Procolophonichnium.


Sporen van reptielen komen in grote aantallen
voor op 21 niveaus.


In het westen van het Germaanse Bekken bevat de opeenvolging van Onder-Muschelkalk tot het begin van de Boven-Muschelkalk tenminste 21 niveaus met talrijke sporen. In het oostelijk deel van het bekken zijn dat er minder omdat daar toen vaker mariene omstandigheden optraden. Daar waren echter eerder kustnabije afzettingen gevormd (Boven-Buntsandstein) met talrijke sporen, waarna vanuit het oosten de zee binnenviel.


Krimpscheuren in de Onder-Muschelkalk
bij Borgholzhausen, met sporen van Rhyncosauroides.

De inmiddels miljoenen sporen van reptielen uit het Vroeg- en Midden-Trias die in een uitgestrekt gebied voorkomen, maken het nu mogelijk om te reconstrueren hoe de dieren zich hebben verspreid. Uit die reconstructie blijkt dat ze vaak gebruik maakten van 'landbruggen’ in de vorm van waddengebieden. Dergelijke ondiepe gebieden kwamen regelmatig voor omdat de hoogte van de zeespiegel in het Germaanse Bekken fluctueerde.


Sporen achtergelaten door Rhynchosauroides
bij verschillende vormen van voortbeweging.


Sporen achtergelaten door Procolophonichnium
bij verschillende vormen van voortbeweging.


Hoewel in deze wadachtige miljoenen sporen zijn aangetroffen, moeten ze vrijwel allemaal tot twee kleine soorten reptielen worden toegeschreven: Rhynchosauroides en Procolophonichnium. Deze soorten waren volledig aan dit getijdenmilieu aangepast. Helemaal veilig waren ze er overigens niet, want uit de relatief schaarse andere sporen blijkt dat ze werden bejaagd door een veel groter reptiel (Euparkeria), dat ook jaagde op de dieren die de sporen achterlieten die bekend staan als Macrocnemus en Hescherleria, waarvan echter de taxonomische details niet goed bekend zijn.


Macrocnemus in een kalkig wad met in poelen 'gevangen’
mariene invertebraten (hier Clytiopsis) en vertebraten
(illustratie © B. Pfeifroth, Reutlingen).

Doordat er zoveel sporen van Rhynchosauroides en Procolophonichnium zijn gevonden, kan daaruit goed worden opgemaakt hoe ze zich voortbewogen. Dat ging soms (kennelijk meestal) vrij langzaam, maar soms moeten ze uit alle macht hebben gerend, waarschijnlijk om aan een jager te ontkomen.

Referenties:
  • Diedrich, C., 2008. Millions of reptile tracks - Early to Middle Triassic carbonate tidal flat migration bridges of Central Europe - reptile migration into the Germanic Basin. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 259, p. 410-423.

976 IJsverlies op Groenland nauwkeurig bepaald
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Terwijl er veel discussies zijn over de groei of juist de geringer wordende omvang van de ijskap op Antarctica (de meeste aanwijzingen pleiten voor groei), lijkt er overeenstemming te bestaan dat de ijskap op Groenland kleiner wordt. Hoe snel dat gaat, is overigens weer wel een punt van discussie. Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft hebben nu echter, in samenwerking met collega’s van het Center for Space research in Austin (Texas) een methode ontwikkeld waarmee zeer nauwkeurig kan worden vastgesteld hoe snel dit gebeurt.


Een van de twee Duits-Amerikaanse GRACE satellieten waarmee de metingen werden verricht

Sinds 2002 zijn er twee GRACE satellieten (Gravity Recovery And Climate Experiment) die tijdens hun rondjes om de aarde achter elkaar aan reizen. Doordat het zwaartekrachtveld van de aarde niet overal gelijk is, varieert de afstand tussen deze twee satellieten. De variaties kunnen worden gemeten met een nauwkeurigheid van een micron (een duizendste millimeter). Op basis van deze metingen kan worden berekend hoe de zwaartekracht van de aarde niet alleen van plaats tot plaats, maar ook in tijd varieert. Dat laatste gebeurt uiteraard door meetresultaten van verschillende omwentelingen met elkaar te vergelijken. Op Groenland, waar de ijskap moeilijk toegankelijk is, verandert de aantrekkingskracht van de aarde vooral door variaties in de ijsmassa, dus in de dikte van de ijskap. Met de metingen van de GRACE satellieten kan zo, via een aantal tussenstappen, worden gemeten hoeveel ijs door afsmelten van de ijskap verloren gaat.


Groenland vanuit de ruimte
(foto NASA)

Uit de metingen blijkt dat er tussen 2003 en 2008 jaarlijks gemiddeld 195 km3 ijs is verdwenen. Dat leverde een zeespiegelstijging op van een halve millimeter per jaar. Voor de komende eeuw zou dat, bij ongewijzigde omstandigheden, dus neerkomen op 5 cm, wat 2,5-4,5 maal minder is dan nog onlangs in het rapport van de zogeheten Deltacommissie werd gepostuleerd. De onderzoekers wijzen er echter op dat de gevonden waarden niet zaligmakend zijn, want er treden van jaar tot jaar aanzienlijke fluctuaties op: in de eerste twee jaar van het onderzoek verdween er bijvoorbeeld 131 km3 per jaar, in de laatste 2 jaar 222 km3. Deze 'versnelling’ van het afsmelten mag volgens de onderzoekers ook niet als een tendens worden gezien, want er smolt maar liefst 350 km3 af gedurende de twee extreem warme zomermaanden van 2007. Er zijn volgens de onderzoekers dan ook veel langduriger metingen nodig om een betrouwbare schatting te kunnen geven van de bijdrage die het smelten van de ijskap op Groenland op langere termijn kan leveren aan de zeespiegelstijging.

De metingen tonen ook waar het meeste ijs verloren gaat. In de extreem warme zomer van 2007 werd voor het eerst een afname van de ijsmassa gemeten op hoogtes boven 2000 m. Aan de westkust lijkt de nettoafsmelting steeds verder noordwaarts op te rukken.

Referenties:
  • Wouters, B., Chambers, D. & Schrama, E.J.O., 2008. GRACE observes small-scale mass loss in Greenland. Geophysical Research Letters. 35,L20501,doi:10.1029/2008GL034816

Foto’s: Lucht- en Ruimtevaarttechniek, Technische Universiteit, Delft.

977 Dino’s liepen over drassige grond waarin longvissen 'overzomerden’
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Op het Deense eiland Bornholm in de Oostzee zijn in een sectie uit het Vroeg-Krijt bijzondere sporen gevonden. Het gaat namelijk om een combinatie van sporen die dinosauriërs achterlieten in een drassige grond en graafgangen van (waarschijnlijk) longvissen zich hadden ingegraven om de droge zomer te kunnen overleven. De sedimenten waarin deze door dieren veroorzaakte deformaties (bioturbaties) zijn aangetroffen zijn weliswaar hard, maar nog niet gelithificeerd (versteend). Dat maakte het mogelijk om de structuren als het ware uit hun omgeving los te maken, waardoor een goed 3-dimensionaal beeld kon worden verkregen.


Enkele van de vele indrukken (in verticale doorsnede) die de dinosauriërs
in de modderige grond achterlieten

Het voorkomen van dinosporen is op zichzelf niet zo bijzonder (al is dat wel het geval voor Bornholm (het hele Mesozoïcum van Denemarken kent trouwens maar zeer weinig - en dan ook nog fragmentarische - restanten van dinosauriërs), en het feit dat er een loopspoor kon worden gereconstrueerd is ook niet exceptioneel: meestal worden dinosporen immers aangetroffen op laagvlakken, waardoor de sporen in veel gevallen goed te vervolgen zijn (vgl. de reptielensporen uit Geonieuws 975). Ook zijn er dwarsdoorsneden van dinovoetstappen bekend. Wel bijzonder is echter dat het hier gaat om een verticale sectie waarin talrijke indrukken van dino’s in dwarssectie kunnen worden bestudeerd, maar waarin die indrukken ook in drie dimensies kunnen worden geanalyseerd. Bovendien zijn de grenzen tussen de indrukken en het omringende materiaal zeer goed zichtbaar, omdat de dino’s liepen op een dun laagje modder met veel organisch materiaal dat werd afgezet in een meer, en dat het zand van een rivier bedekt; het donkere materiaal van de meerafzetting vult de indrukken die tot in het lichtere rivierzand reiken op.


Door de indrukken van de poten rondom bloot te leggen ontstond een
3-dimensionaal beeld van de indrukken.


Door de diverse pootafdrukken in 3 dimensies bloot te leggen, kon een totaalbeeld
van een loopspoor worden verkregen.

Op deze manier is vast te stellen dat de meeste pootafdrukken een komvorm hebben met een onregelmatige basis. Ze zijn gemiddeld 22 cm diep en aan de bovenkant 43 cm breed; onderaan is dat gemiddeld 23 cm. Er zijn echter ook onregelmatige indrukken van meer dan een meter breed; mogelijk zijn die samengesteld, d.w.z. dat ze bestaan uit elkaar overlappende indrukken. De wanden van de afdrukken zijn vaak iets gekromd, wat er op wijst dat de waterrijke zandige bodem waarop de dino’s liepen zich iets probeerde te herstellen van de deformatie. Alle kenmerken van de sporen samen wijzen erop dat het waarschijnlijk ging om sauropoden.


Een bijzondere graafgang, toegeschreven aan een longvis.

Wellicht nog interessanten zijn de vele graafgangen die hetzelfde pakket vertoont. Ze zijn verticaal of lopen schuin, gewoonlijk licht gebogen, zonder vertakkingen, en ze vertonen onderaan een J-vorm of een spiraalvorm. Hun doorsnede is gemiddeld 4,4 cm en ze zijn tot 45 cm lang. De top van de graafgangen is vaag (of door erosie verdwenen), en de basis is afgerond en vertoont een verbreding (kamer). In geen van de graafgangen zijn restanten van een organisme aangetroffen, en de aard van de gravers is daarom niet met zekerheid vast te stellen. De gangen vertonen echter zoveel gelijkenis met die van longvissen, dat het haast niet anders kan dan dat ook longvissen (of naaste verwanten) voor de graafgangen in het Krijt van Bornholm verantwoordelijk zijn. Longvissen kunnen niet tegen langdurige droogte, en graven zich daarom tegen de droge tijd in de bodem van een (waarschijnlijk ‘s zomers droogvallende) rivier of meer in, om zo te 'overzomeren’ (zoals andere dieren een winterslaap houden om de voor hen moeilijke winterperiode te overleven).


bij kamer: Een 'kamer’ aan het einde van een graafgang, waarin
de longvis gedurende de droge zome 'overzomerde’

Referenties:
  • Surlyk, F., Milàn, J. & Noe-Nygaard, N., 2008. Dinosaur tracks and possible lunfish aestivation burrows in a shallow coastal lake; lowermost Cretaceous, Bornholm, Denmark. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 267, p. 292-304

Foto’s uit het aangehaalde artikel.

978 Microben verminderen erosie van bodem die onder ijs vandaan komt
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op de meeste plaatsen op aarde trekken landijskappen en gletsjers zich terug. De grond die dan te voorschijn komt is levenloos, maar onderzoek op grote hoogte in de Andes toont aan dat zelfs in dergelijke barre omstandigheden snel kolonisatie plaatsvindt door microorganismen die, op hun beurt, de bodem weer geschikt maken voor korstmossen, mossen en zelfs hogere planten. De snelheid en het gemak waarmee dit lijkt te gebeuren tonen aan dat zelfs extreem onherbergzame gebieden door levende organismen kunnen worden bevolkt, mits er in de omgeving (onder minder extreme omstandigheden) organismen voorkomen. Deze bevinding heeft volgens onderzoeksleider Steve Schmidt implicaties voor bijvoorbeeld de wijze waarop leven op Mars zich ooit kan hebben verspreid en ontwikkeld. Uiteraard geeft het onderzoek ook meer inzicht in de wijze waarop microorganismen reageren op locale en regionale temperatuurstijging.


Onderzoekster Elizabeth Costello aan de voet van de Puca-gletsjer

De onderzoekers vonden bij de op ca. 5000 m hoogte gelegen Puca-gletsjer, die per jaar ongeveer 20 m korter wordt, dat drie soorten cyanobacteria (een symbiose van microorganismen die energie onder meer ontlenen aan fotosynthese) de bodem binnen een jaar koloniseerden. De diverse microorganismen werden van elkaar onderscheiden met een nieuwe techniek waarmee DNA van de organismen kan worden vermenigvuldigd, zodat ze op soort gedetermineerd kunnen worden. Ze bleken deels afkomstig uit grond die door de gletsjer was meegevoerd, en deels werden ze door de wind aangevoerd in de vorm van sporen. Drie jaar later bleken er al 20 soorten bacteriën in de grond voor te komen, die gasvormige koolstof- en stikstofverbindingen uit de lucht als voedsel gebruikten. Door deze werkwijze, waarbij stikstof uit de lucht wordt omgezet in ammonia en nitraten die in de bodem terecht komen, nam binnen vijf jaar de opname van stikstof in de bodem honderdmaal toe.


De hoge toppen van de Andes bevatten zelfs in de tropen gletsjers.

Geologisch is deze snelle kolonisatie van groot belang, omdat hierdoor de bodemerosie wordt tegengegaan. Het bleek namelijk dat de microben de bodem stabiliseerden door hun draadvormige structuren te gebruiken om kleine bodemdeeltjes als het ware aan elkaar te weven. Bovendien scheiden de microben een plakkerig suiker af dat ook helpt om de bodemdeeltjes met elkaar verbonden te houden.


Cyanobacteria (blauwalgen) behoren tot de eerste organismen
die eerder door gletsjers bedekte gebieden komen bewonen.

Referenties:
  • Schmidt, S.K., Reed, S.C., Nemergut, D.R., Grandy, A.S., Cleveland, C.C., Weintraub, M.N., Hill, A.W., Costello, E.K., Meyer, A.F., Neff, J.C. & Martin, A.M., 2008. The earliest stages of ecosystem succession in high-elevation (5000 metres above sea level) recently deglaciated soils. Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2008.0808.

Foto van de Puca-gletsjer: Steve Schmidt, University of Colorado, Boulder, CO (Verenigde Staten van Amerika).

979 Platina in aardkorst waarschijnlijk afkomstig uit de ruimte
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op het Europese Congres voor Planetaire Wetenschap dat eind september werd gehouden op het Instituut voor Planetologie van de Westfaalse Wilhelm-Universiteit in Münster, heeft Gerhard Schmidt, een medewerker van de Universiteit van Mainz, een idee naar voren gebracht dat het beeld over de ontwikkeling van de aardkorst sterk kan veranderen. Hij meent namelijk dat sommige zeldzame metalen, in het bijzonder de sterk siderofiele elementen (dat zijn elementen die zich gemakkelijk aan vast of gesmolten ijzer binden), hun voorkomen in de aardkorst danken aan ijzer- en ijzerhoudende steenmeteorieten, die afkomstig zijn van een groot aantal asteroïden uit het vroege zonnestelsel.


Een ijzermeteoriet op het Mars-oppervlak, zoals
gefotografeerd door de Mars Exploration Rover ‘Opportunity’.
Foto NASA.

Schmidt heeft berekend dat ongeveer 160 metallische asteroïden met een doorsnede van zo’n 20 km voldoende zijn om de concentraties in de aardkorst van de sterk siderofiele elementen te verklaren. Tot die elementen behoren onder meer platina, goud, palladium, rhodium, rhutenium, iridium, osmium en rhenium. Schmidt onderzocht met enkele medewerkers de concentratie van deze elementen bij inslagkraters over de hele aarde, en vergeleek die met monsters die van soortgelijke plaatsen op de Maan naar de aarde zijn gebracht bij de Apollo ruimtereizen; ook vergeleek hij ze met meteorieten die uit de mantel en korst van Mars afkomstig zijn. Hij ontdekte dat die elementen opvallend gelijkmatig verspreid in de bovenste aardkorst voorkomen, en dat die concentraties (en hun onderlinge verhoudingen) sterk overeenkomen met die in meteorieten die afkomstig zijn van asteroïden zoals die - volgens theoretische modellen - in het gebied van Mercurius en Mars zijn ontstaan, maar waarvan op aarde nooit fragmenten zijn aangetroffen (tot nu toe zijn ongeveer 20 ijzermeteorieten en 20 steenmeteorieten bekend waarvan wordt aangenomen dat ze deel uitmaakten van de bolides die inslagkraters op aarde veroorzaakten; van 135 van de omstreeks 175 bekende inslagkraters op aarde zijn geen restanten van de ingeslagen hemellichamen bekend). Opvallend is dat meteorieten die afkomstig moeten zijn van de korst van Mars dezelfde verhoudingen tussen de siderofiele elementen hebben als de ijzer- en steenmeteorieten. Ook dat lijkt erop te wijzen dat de korst van Mars, net als die van de aarde, zijn siderofiele elementen dankt aan de 'regen’ van meteorieten.


Zo zou de metallische asteroïde Kleopatra
er op zijn reis door de ruimte kunnen uitzien
(tekening NASA)

De siderofiele elementen waren al aanwezig in de gaswolk waaruit de aarde ontstond, maar tijdens de vroegste ontwikkeling van de aarde (en Mars) zakten de siderofiele (en andere zware) elementen uit de steenmantel naar de ijzer- en nikkelrijke kern. Er bestaat ook nu nog steeds geen duidelijkheid of de siderofiele in enige mate in de aardmantel voorkomen, maar vrij algemeen wordt wel aangenomen dat een laag van materiaal rijk aan siderofiele elementen op de aardkern terechtkwam door de inslag van meteorieten kort nadat de aardkern was ontstaan, zo’n 20-30 miljoen jaar na de 'samenklontering’ van de planeet. Het wordt ook niet uitgesloten dat dat gebeurde door de botsing met een hemellichaam dat ruwweg de grootte van Mars moet hebben gehad, en waardoor de maan ontstond uit materiaal dat uit de aarde werd weggerukt.


Zo stelt men zich de inslag op Aarde voor waarbij materiaal uit de
Aarde werd losgerukt om zich vervolgens tot de maan samen te ballen
(tekening ESA)

Referenties:
  • Geen Referenties

980 Eocene reuzenvogel had goed ontwikkelde tanden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Zo’n 50 miljoen jaar geleden (Vroeg-Eoceen) bedekte een ondiepe zee het huidige Londen en omgeving (Essex en Kent). In deze zee werd een kleipakket afgezet dat nu als de London Clay bekend staat. De London Clay bevat talrijke fossielen van de dieren die destijds in de zee leefden, maar een enkele keer worden er ook fragmenten gevonden van dieren die boven de zee vlogen, en die daarin, om wat voor reden dan ook, verdronken. Tot die dieren behoorden gigantische vogels die verwant waren aan de huidige eenden en ganzen. Met een spanwijdte die wel 5 m kon bedragen, waren deze vogels aanzienlijk groter dan de albatros (de grootste nu levende vogel), die een spanwijdte van ca. 3,5 m kan bereiken.


De aangetroffen restanten van de schedel (boven) en
reconstructie van de schedel met snavel (onder)
(foto Fred Clouter).

Van een van die vogels, die nu Dasornis emuinis wordt genoemd, is nu een groot deel van een schedel gevonden op Sheppey (een eiland bij de monding van de Theems). Het gaat om een exemplaar dat waarschijnlijk een spanwijdte had van ongeveer 4 m, en die behoorde tot de groep vogels, de Pelagornithidae (waarvan er meer uit de London Clay bekend zijn), die botachtige tanden bezaten. De schedel is een van de best gepreserveerde exemplaren die ooit zijn gevonden (al zat hij in een rolsteen waarin mariene organismen gangen hebben geboord), waardoor tot nu toe onbekende details van de anatomie van deze merkwaardige vogels bekend zijn geworden.


Artist’s impression van de vlucht van een reusachtige getande vogel
(tekening: Lutger Bollen; uit 'Der Flug des Archaeopteryx’, Quelle+Meyer Vlg)

Hoewel de Pelagornithidae paleontologisch en biologisch interessant zijn vanwege zijn grootte, is hun merkwaardigste karakteristiek het bezit van hun tanden. Die bestonden uit scherpe, tandvormige uitsteeksels langs de rand van hun snavel. Die tanden bestaan niet, zoals bij zoogdieren of zoals bij de voorgangers van de vogels, de dinosauriërs, uit emaille en dentine. Al zo’n 100 miljoen jaar geleden schaften de eerste vogels dergelijke tanden namelijk af; waarom dat gebeurde is niet geheel duidelijk, mogelijk speelde besparing van gewicht een rol bij de eerste 'zwevers’ die nog moeite genoeg hadden om een tijdje in de lucht te blijven. De snavels van vogels bestaan uit keratine, hetzelfde materiaal waaruit onze haren en nagels bestaan.


Onderzoeker Gerald Mayr.

De Pelagornithidae zijn de enige vogels die weer een soort tanden hebben ontwikkeld. Die bestaan uit een soort uitsteeksels van de snavel. Volgens de onderzoeker, Gerald Schmidt, moet dit samenhangen met de manier waarop deze vogels hun voedsel vergaarden. Hij denkt dat de vogels over het water scheerden met hun snavel open, waarbij het onderste deel van de snavel net door het water ging. Zo konden ze vissen en inktvissen te pakken krijgen; die konden echter bij een gladde snavel weer gemakkelijk terug in het water vallen. Dat kan de reden zijn waarom zich bij deze reusachtige vogels weer een soort tanden ontwikkelden: daarmee kon een gepakte prooi beter worden vastgehouden.

Referenties:
  • Mayer, G., 2008. A skull of the giant bony-toothed bird Dasornis (Aves: Pelagornithidae) from the Lower Eocene of the Isle of Sheppey. Palaeontology 51, p. 1107-1116.

Figuren van Dasornis welwillend ter beschikking gesteld door Gerald Mayer, Forschungsinstitut Senckenberg, Sektion Ornithologie, Frankfurt am Main (Duitsland).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl