NGV-Geonieuws 154

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 November 2008, jaargang 10 nr. 11

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 981 De ‘Bek van de Hel’
  • 982 Veranderende wind doet Groenlandse ijstong smelten
  • 983 Gesteenten met recordouderdom wijzen op vroege schollentektoniek
  • 984 De aarde in je binnenzak
  • 985 Mariene bioproductiviteit in geologisch verleden verkeerd geschat
  • 986 Achtarmige dieren uit de Ediacara-fauna
  • 987 Magneetveld in meteorieten onthult vroegste geschiedenis van planeten
  • 988 Oudste menselijke voetafdrukken gedateerd
  • 989 Milieucrisis zorgde voor 'zieke aarde’ op P/T-grens
  • 990 Europa had in Laat-Mioceen een 'wasserette-klimaat'

    << Vorige uitgave: 153 | Volgende uitgave: 155 >>

981 De ‘Bek van de Hel’
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In tijden dat reizen nog avontuurlijk was, waren er maar weinig mensen die verre landen bezochten. De meeste van hen waren zeevaarders of soldaten. In veel gevallen ging het zelfs om soldaten die met een vloot overstaken om nieuwe gebieden te veroveren. Dat ze daarbij vaak geconfronteerd werden met zaken die ze in hun eigen land niet kenden, zal niemand nog verbazen. Maar de waarneming van onbekende verschijnselen leidde destijds tot tal van mythes, legenden en anekdotes. Veel daarvan zijn afkomstig uit de 'Nieuwe Wereld’ die in 1492 voor het eerst in de (uit geschriften bekende) geschiedenis door Columbus werd ontdekt.

Zo stuitten de conquistadores in Nicaragua, waar ze slechts 30 jaar na de ontdekking van Amerika voet aan land zetten, op vulkanische verschijnselen die hun volledig onbekend waren. Ze verhalen over een van die verschijnselen als de 'Bek van de Hel’ (La Boca del Inferno). Het gaat daarbij om een verschijnsel bij de Masaya vulkaan, die samen met de Momotombo wordt beschreven in een brief die Pedrarias Davila op 10 april 1525 stuurde naar Keizer Karel V, waarin hij ook de verovering van Nicaragua door Hernandez de Córdoba beschrijft. Over de Masaya schrijft Davila: “In deze provincie Masaya bevindt zich een grote bek van vuur die nooit ophoudt te branden en die ‘s nachts zo groot is dat hij de hemel lijkt te raken, en met een hoogte van 15 mijl [75 km] is het licht alsof het dag is ...”. Uit Europa was dergelijk permanente vulkanische activiteit onbekend, en het is dan ook niet verwonderlijk dat talloze geschriften gedetailleerd de vorm van de krateropening en de vulkanische verschijnselen beschrijven.


De Masaya, nu een 'gewone’ vulkaan


Een rookpluim stijgt op uit de Masaya


Het meest bijzondere voor de conquistadores was het lavameer in de Masaya caldera. Uit hun geschriften blijkt dat ze dachten dat het ging om gesmolten goud of zilver; die gedachten werden zeker gevoed door de gouden en zilveren voorwerpen die ze bij de indianen aantroffen, en door de verhalen die ze hoorden (of waarschijnlijker: verkeerd interpreteerden) over steden vol goud. Oviedo y Valdez beschrijft dit lavameer (in 1581) nauwkeurig vanaf de rand van de caldera. Over de caldera zelf merkt hij op dat daarin een secundaire krater aanwezig was “zo groot en rond dat volgens mij geen geweerschot vanaf de ene kant de andere kant kan bereiken ... Naar het zuiden van de bodem ligt een gat [het lavameer], dat ik al eerder memoreerde”. Hij beschrijft dat gat met het lavameer als volgt: “Op de bodem van dat gat was een vuur, vloeibaar als water, en dat materiaal brandde heftiger dan roodgloeiende kool, en was helderder van kleur; het brandde heftiger dan enig ander vuur kan branden, als dat mogelijk is. Al dat materiaal vulde de bodem van het gat en kookte ...”. Uit de (veel uitgebreidere) beschrijvingen blijkt dat er sprake was van pahoehoe lava.

Het 'gat met het lavameer’ werd al spoedig 'Bek van de Hel’ genoemd, waarschijnlijk mede omdat de indianen bij belangrijke aangelegenheden een heks (Chalchiutlicue) raadpleegden die in de krater zou wonen, en waarvan de beschrijving sterk leek op het uiterlijk dat de Spanjaarden aan de duivel toedichtten. Mede daarom werd in 1529 een kruis op de top van de vulkaan opgericht. Pas enkele jaren daarna, in 1538, werd een door de monnik Blas del Castillo - gewapend met een houten kruis in de ene hand en een hamer in de andere - een poging gedaan om het lavameer te bereiken (om stukken mee te nemen van de goudkleurige ertsader die men van boven af te zien schitteren in het lavameer). Het gat met het lavameer bleek echter te diep, en de meegebrachte stenen bleken geen goud of zilver te bevatten, maar vulkanische bommen te zijn. Latere pogingen faalden min of meer op gelijke wijze. In 1586 kreeg Benito Morales toestemming om “het geheim van de vulkaan te ontrafelen”, maar toen bleek het lavameer niet meer te bestaan.


Uit de kraterwanden stijgt hier en daar nog rook op.

Er bleek meer niet te bestaan: in 1615 merkte de monnik Juan de Torquemada op dat het gat met het (vroegere) lavameer onmogelijk de Bek van de Hel kon zijn. De hel was immers door God bestemd voor zondaars, en ook mensen die niet hadden gezondigd konden door het vuur van de vulkaan worden gedood. Uitstromend lava (in 1772 was er een gedetailleerd beschreven uitbarsting met een lavastroom die stopte toen de Bisschop van Granada, tijdens een processie waarbij het beeld van de Christus van Nindiri werd meegedragen, dat beval!) verwoestte bovendien gelijkelijk de velden van zondaars en niet-zondaars. Bovendien hebben zielen geen lichaam, zodat de hel geen Bek nodig heeft. Verder zou het vuur in de hel zeker niet fel en licht zijn, maar donker.

Het is nu gemakkelijk om de 'onderzoekers’ en hun geschriften uit de 16e eeuw op fouten en ongeloofwaardigheden te betrappen. Feit blijft echter wel dat ze in staat waren om zulke gedetailleerde beschrijvingen te geven, zowel van de vulkaan als van de vulkanische processen, dat het nu mogelijk is om exact te reconstrueren hoe de vulkanologische geschiedenis zich destijds voltrok.

Referenties:
  • Viramonte, J.G. & Incer-Barquero, J., 2008. Masaya, the “Mouth of Hell”, Nicaragua: volcanological interpretation of the myths, legends and anecdotes. Journal of Volcanology and Geothermal Research 176, p. 419-426.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door José Viramonte, Universidad Nacional de Salta, Salta (Argentinië).

982 Veranderende wind doet Groenlandse ijstong smelten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een van de grootste gletsjers op Groenland, de Jakobshavn Isbrae, werd in 1997 plotseling dunner. Er was geen directe oorzaak voor aan te wijzen, maar de overheersende mening was dat het een gevolg moest zijn van voortgaande opwarming van het gebied. Dat blijkt inderdaad het geval te zijn, maar op een totaal andere wijze dan tot nu toe werd aangenomen. Het gaat namelijk niet om een stijging van de atmosferische temperatuur, maar om een stijging van de watertemperatuur die wordt veroorzaakt doordat een veranderend windpatroon (relatief) warm water naar het gebied stuwt.


Ligging van de fjord met de Jakobshavn Isbrae gletsjer (ZW Groenland)

De jakobshavn Isbrae is een grote gletsjer die uitmondt in een diepe fjord aan de zuidwest kust van Groenland. In de fjord drijft het gletsjerijs als een ca. 15 km lange ijstong zeewaarts, totdat stukken afkalven en als ijsbergen wegdrijven. Dat gebeurt sinds 1997 sneller doordat het drijvende ijs nu dunner is (tussen 1997 en 2001 nam de dikte met zo’n 35 m af). Dat is opmerkelijk, want uit opnames van de NASA blijkt dat tot 120 km ver stroomopwaarts de gletsjer tussen 1991 en 1997 juist substantieel dikker werd. Bovendien is de afname van de dikte van de drijvende ijstong veel groter dan waar de gletsjer zich nog over een vaste ondergrond voortbeweegt.


De afname van de gletsjer tussen 1851 en 2006


Wegdrijvende ijsbergen in de monding van
de Ilulissat-fjord


Onderzoekers hebben nu kunnen vaststellen wat van deze merkwaardige ontwikkeling de oorzaak is. Ze onderzochten rapporten van het Groenlandse Instituut voor Natuurlijke Hulpbronnen dat tussen 1991 en 2006 de watertemperatuur liet meten boven bijna het hele continentaal plat voor West-Groenland. De metingen geven aan dat in de tweede helft van de negentiger jaren overal een stijging van de watertemperatuur optrad, maar dat er plotseling in 1997 een uitzonderlijke warme puls optrad bij de Disko-Baai, vlak bij de Jakobshavn Isbrae. De warme watermassa’s verblijven nog steeds in dit (relatief kleine) gebied, wat als oorzaak wordt gezien voor de afname in de lengte van de drijvende ijstong.


Installatie van een monitoring station
(juni 2007) naast het afkalvende front
van de Jakobshavn Isbrae


IJsbergen verlaten de monding van de fjord bij het
plaatsje Ilulissat.


Daarmee is de vraag naar de oorzaak echter slechts ten dele beantwoord, want de vraag is nu waarom er plotseling een warme waterstroom naar de Disko-Baai en omgeving ontstond. Ook dat zochten de onderzoekers uit, en de schuld blijkt te liggen bij een veranderd windpatroon in het gebied van de noordelijke Atlantische Oceaan. Daardoor is ook het patroon van de oceaanstromen veranderd. In tegenstelling tot wat bij de meeste kleiner wordende gletsjers het geval is, wordt het versneld smelten van de drijvende ijstong van de Jakobshavn Isbrae dus niet veroorzaakt door een stijgende luchttemperatuur (die op een wereldwijde opwarming zou kunnen wijzen), maar door lokaal optredend relatief warm water dat het ijs vooral aan de onderkant doet smelten.

Referenties:
  • Holland, D.M., Thomas, R.H., de Young, B., Ribergard, M.H. & Lyberth, B., 2008. Acceleration of Jakobshavn Isbrae triggered by warm subsurface ocean waters. Nature Geoscience 1, p. 659-664.
  • Kerr, R.A., 2008. Winds, not just global warming, eating away at the ice sheets. Science 332, p. 33.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door David Holland, New York University, New York (Verenigde Staten van Amerika).

983 Gesteenten met recordouderdom wijzen op vroege schollentektoniek
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Jonathan O’Neil, een promovendus aan de McGill University (Montreal, Canada) die onder supervisie van Richard Carlson (Carnegie Institution, Washington) werkt aan een geochemisch proefschrift, heeft met een nieuwe geochemische onderzoeksmethode gesteenten gedateerd die, met hun ouderdom van 4,28 miljard jaar, beschouwd moeten worden als de oudst bekende gesteenten op aarde. Het 'record’ stond op gesteenten (de Acasta gneiss in de Northwest Territories van Canada) van 4,03 miljard jaar oud. De datering werd uitgevoerd met een zogeheten 'thermal ionisation mass spectrometer’ (TIMS), een instrument waarmee deskundigen nog meer opzienbarende ontdekkingen verwachten te verkrijgen.


Ontsluiting van de mogelijk oudste gesteenten op aarde
langs de noordoostelijke kust van de Hudson-Baai

Het gesteente maakt deel uit van een oud complex, de Nuvvuagittuq greenstone belt, die ontsloten is aan de oostkust van de Hudson-Baai in het noorden van Quebec. De hoge ouderdom van dit complex werd voor het eerst in 2001 herkend, en tal van studies hebben zich daarna op deze gesteenten geconcentreerd. Bij het nieuwe onderzoek werden zeer kleine variaties bepaald in de verhouding tussen de isotopen neodymium-142 en samarium-146 (beide chemische elementen behoren tot de zogeheten zeldzame-aardmetalen). Op die wijze kunnen ouderdommen worden vastgesteld door de verschillen in vervalsnelheid van de isotopen. Uit de metingen blijkt dat de onderzochte gesteentemonsters leeftijden hebben die variëren van 3,8 tot 4,28 miljard jaar. De hoogste ouderdommen kwamen van gesteenten die de onderzoekers interpreteren als oude vulkanische afzettingen.


Een deel van de gesteenten vertoont
een geband uiterlijk


In de oude gesteenten komen plaatselijk overvloedig
granaatkristallen voor


De gevonden ouderdom is in veel opzichten opzienbarend, aangezien de aarde - volgens de huidige kennis - 'slechts’ 4,567 miljard jaar oud is. De nu aangetroffen gesteenten zijn dus niet meer dan zo’n kleine 200 miljoen jaar jonger dan de aarde zelf. Gezien het feit dat het om vulkanische afzettingen gaat, moet zich dus binnen 200 miljoen jaar na het ontstaan van de aarde een differentiatie hebben voorgedaan die leidde tot een scheiding van buitenmantel en korst, hoe gering die scheiding ook nog geweest moge zijn. Toch moet er al sprake zijn geweest van echte korst, want de aangetroffen gesteenten lijken sterk op de vulkanische gesteenten die nu worden gevormd waar lithosfeerschollen tegen elkaar opbotsen. Ook al in de eerste fase waarin aardkorst bestond, moeten dus al processen hebben plaatsgevonden waar eenmaal gevormde korst weer verloren ging door subductie. Het is daarom ook niet verwonderlijk dat er zo weinig zeer oude gesteenten zijn overgebleven.

De nu gevonden oudste gesteenten zijn overigens niet de oudste restanten die we van onze aarde kennen: er zijn eerder al zirkoonkristallen gevonden van 4,4 miljard jaar oud. Die kristallen hadden echter al een of meer kringlopen van erosie, transport en sedimentatie meegemaakt, waardoor ze als 'gerecycled’ materiaal in jongere gesteenten werden aangetroffen.

Referenties:
  • O’Neil, J., Carlson, R.W., Francis, D. & Stevenson, R.K., 2008. Neodymium-142 evidence for Hadean mafic crust. Science 321, p. 1828-1831.
  • Kerr, R.A., 2008. Geologists find vestige of early Earth – maybe world’s oldest rock. Science 321, p. 1755.

Foto’s (van Jonathan O’Neil) ter beschikking gesteld door de National Science Foundation (Verenigde Staten van Amerika).

984 De aarde in je binnenzak
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie ! Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

Henk Leenaers, bij de vaste lezers van Geonieuws bekend van het boekje 'Ondersteboven’ waarin hij de ondergrond van Nederland belicht (Geonieuws 785), heeft een nieuw boekje uitgebracht: De aarde voor in je binnenzak. Het is inderdaad een boekje voor in je binnenzak met zijn 147 bladzijden en zijn afmetingen van 19 x 10 cm. En er is geen enkele reden om het boekje niet in je binnenzak bij je te steken, want het is onderhoudend, gericht op mensen die belangstelling hebben voor geologie en aanverwante zaken, en maakt geen gebruik van moeilijke termen.


Omslag van het boekje


De auteur, Henk Leenaers


Leenaers merkt in zijn voorwoord op dat het boekje eigenlijk 'Alles wat iedereen moet weten over de grond onder zijn voeten’ had moeten heten, maar dat leek hem toch ook wat te hoog gegrepen voor een dergelijk klein boekje. Maar terecht merkt hij op dat een boekje dat de aarde in zijn totaliteit begrijpelijk wil verklaren, moet laten blijken dat in de aardwetenschappen (in de ruimste zin) alles met alles samenhangt: “Want net als je lichaam is de aarde een goed geoliede machine”.

En het moet worden gezegd: het boekje bevat inderdaad vrijwel alle relevante aspecten, van continentverschuiving tot moderne boormethodes, van een oceaan van ijzer tot een Nederdino, en van energiegrondstoffen tot de ondergrondse opslag van CO2. Een en ander gebeurt in korte verhaaltjes (vrijwel altijd twee bladzijden), gerangschikt in acht delen: 'Stijgen en dalen’ (wat beweegt de aarde?), 'Met zijn allen’ (wat doet het leven in de aarde?), 'Bodembaten’ (wat doet de aarde voor ons?), 'Gatenkaas’ (wat halen we uit de aarde?), 'Zandhonger’ (wat doen we op, in en met de aarde?), 'Ratjetoe aan regels’ (wie is de baas van de aarde?), 'Ziek van de zorgen’ (wat doen we de aarde aan?) en 'Nederdino’ (welke sporen zitten er in de aarde?). Een en ander wordt gevolgd door diverse pagina’s met adressen (veelal websites) waar aanvullende informatie is te krijgen, een trefwoordenregister en een begrippenlijst. Het boekje wordt afgesloten met 16 kaarten die schematisch een schat aan verhelderende informatie bevatten.

Het boekje, dat € 12,50 kost, ziet er aantrekkelijk uit en is door de uitgever (Fontaine) goed verzorgd. De talrijke zeer simpele plaatjes in de tekst zijn niet zozeer bedoeld om informatie te verstrekken als wel om te voorkomen dat er alleen maar saaie tekstpagina’s zouden ontstaan, en soms wekken ze een glimlach op. Het boekje mag zeker niet worden beschouwd als een naslagwerk waarin je precieze informatie vindt. Het is veeleer bedoeld om je te laten realiseren wat de aarde werkelijk is. Zelfs in Nederland, waar nauwelijks nog een stukje voorkomt waar de mens niet zijn stempel op heeft gedrukt, kun je toch de sporen van de 'echte’ aarde terugvinden. Wie dit boekje heeft gelezen, zal dat zich zeker realiseren, en zal hopelijk ook met andere ogen om zich heen kijken als hij in ons land (of daarbuiten) op pad is.

Kortom, een boekje dat zijn prijs meer dan waard is, en dat ook een leuk cadeautje (voor de komende feestdagen?) is voor vrienden en kennissen die weinig van de aarde afweten. Ze zullen met dit boekje in hun binnenzak zich zeker verwonderen over het feit dat ze tot nu toe zoveel interessants aan zich voorbij hebben laten gaan.

Referenties:
  • Leenaers, Henk, 2008. De aarde voor in je binnenzak. Fontaine Uitgevers, ‘s-Graveland, 147 blz. ISBN 978-90-5956-265-03.

985 Mariene bioproductiviteit in geologisch verleden verkeerd geschat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

De organische resten van vroeger leven zijn in de loop van de geologische tijd vaak zo sterk veranderd dat ze niet of nauwelijks meer als zodanig te herkennen zijn. Het is daarom moeilijk om in het veld vast te stellen of koolstofverbindingen afkomstig zijn van organismen of dat het gaat om anorganisch materiaal. In het laboratorium kan dat onderscheid tegenwoordig wel gemaakt worden, en wel door de verhouding te meten tussen twee koolstofisotopen, C-12 en C-13. Planten (en ook de microorganismen uit een ver geologisch verleden) hebben een lichte voorkeur voor C-12. Omdat algen planten zijn, en omdat algen en microorganismen vrijwel altijd de belangrijkste 'leveranciers’ van organisch materiaal in mariene afzettingen zijn, heeft de verhouding tussen de twee koolstofisotopen een belangrijke rol gespeeld bij het herkennen van organisch materiaal uit de zeer vroege aardgeschiedenis, en ook bij het bepalen van de bioproductiviteit in de vroegere oceanen.


De Bahama’s, een plezierig veldwerkgebied


Het Great Barrier Reef, ook niet onaardig
als veldwerkgebied


Het op deze wijze vaststellen van de mariene bioproductiviteit is goed mogelijk voor ruwweg de laatste 150 miljoen jaar. In oudere gesteenten is dat echter niet goed mogelijk. Ook mariene kalkgesteenten, die immers vrijwel alle direct of indirect door mariene organismen zijn opgebouwd, bevatten echter koolstofisotopen waarvan de verhouding mede afhangt van de bioproductiviteit. Geologen schatten daarom de oude bioproductiviteit vaak aan de hand van kalkstenen uit epicontinentale zeeën of van de kalkstenen waarop carbonaatplatforms in ondiepe zeeën zijn opgebouwd.


De Malediven, bedreigd door de zeespiegelstijging,
maar nog steeds een paradijselijk veldwerkgebied


Onderzoeker Peter Swart


Een van de problemen die hierbij optreedt is dat de koolstofcyclus op aarde hierbij een rol speelt. Daarover is weinig bekend, maar nu is door Peter Swart (Universiteit van Miami) een studie uitgevoerd naar de veranderingen in de verhouding tussen C-12 en C-13 gedurende de afgelopen 10 miljoen jaar. Hij deed dat voor de Atlantische Oceaan (voor de kust van de Bahama’s), de Indische Oceaan (Malediven) en de Stille Oceaan (Groot Barrière Rif). Uit zijn onderzoek bleek dat de isotopenverhouding in alle drie de oceanen op dezelfde manier veranderde in de tijd.

Ook bleek echter dat de veranderingen in de isotopenverhouding van de kalkstenen niet gelijk was aan de veranderingen die in de afgelopen 10 miljoen jaar wereldwijd zijn opgetreden (en die op andere wijze al eerder bekend waren geworden). Daarom moet worden geconcludeerd dat de isotopenverhouding in kalksteen geen juiste weergave vormen van de veranderingen die in de open oceanen zelf optraden als gevolg van bioproductiviteit. Er kunnen nog meer consequenties zijn: zo zal opnieuw moeten worden gekeken in hoeverre de oceaan (al dan niet in de vorm van kalksteen) op zijn juiste wijze is ingeschat als 'sink’ voor CO2, en ook rijst de vraag of de eerdere ideeën over de vroegere fluctuaties in de atmosferische CO2-concentratie niet moeten worden herzien.

Referenties:
  • Swart, P.K., 2008. Global synchronous changes in the carbon isotopic composition of carbonate sediments unrelated to changes in the global carbon cycle. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105, p. 13741-13745.

986 Achtarmige dieren uit de Ediacara-fauna
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De nog steeds raadselachtige Ediacara-fauna (zo genoemd naar de eerste bekende vindplaats in Australië) bevat de eerste 'grote’ organismen. Ze zijn niet volgens de huidige methoden in te delen, en daarom worden de vertegenwoordigers wel beschouwd als organismen die noch tot de dieren, noch tot de planten behoorden, en die een uitgestorven, apart rijk vertegenwoordigen (hoewel er nu ook getwijfeld wordt of er geen nazaten zijn). De Ediacara-fauna is vooral bekend van ongeveer 635 miljoen jaar geleden tot de grens Proterozoïcum/Cambrium (541 miljoen jaar geleden), maar er zijn ook vertegenwoordigers uit het Vroeg-Cambrium bekend.


Indruk van een van de 8-armige fossielen, en afdruk daarvan

Onderzoekers hebben nu een nieuwe, interessante vertegenwoordiger gevonden. Die komt voor in zwarte schalies (van de fameuze Doushantua-Formatie) in de omgeving van Wenghui (Zuid-China) en in kwartsieten van de Flinders Ranges in Australië. Dat is op zichzelf al merkwaardig, want zwarte schalies worden meestal gevormd op de bodem van diepe zeeën of meren onder zuurstofloze condities, terwijl de Australische kwartsieten moeten zijn gevormd in een onrustig, ondiep marien milieu dat waarschijnlijk rijk aan zuurstof was. Overigens lagen Zuid-China en Australië destijds niet ver van elkaar af: ze maakten op korte afstand van elkaar deel uit van het supercontinent Gondwanaland.


Close-up van een van de exemplaren van Eoandromeda

Het nu gevonden organisme lijkt in de verte op een slangster. Het had acht buisvormige armen die, als de concentraties van sterren in de Andromedanevel, spiraalvormig om elkaar gedrapeerd liggen. Dat lijkt geen gevolg van transport of van processen die na de dood van het organisme optraden, want de configuratie is precies hetzelfde bij de acht fossielen die in China werden verzameld, de zeven fossielen die in Australië werden verzameld, en de 31 exemplaren die de onderzoekers in het Australische gesteente lieten zitten. Vanwege zijn vorm is het organisme Eoandromeda octobrachiata (Vroege Andromeda[nevel] met acht armen).


Een van de vindplaatsen van de fossielen

De onderzoekers menen dat Eoandromeda een op de zeebodem levend organisme zonder harde bestanddelen was met een ietwat koepelvormig uiterlijk. Het organisme zou als het ware hebben bestaan uit twee 'lagen’ van lichaamscellen, waartussen zich een geleiachtige substantie bevond. Het voedde zich waarschijnlijk met voedingsstoffen die opgelost waren in het zeewater, of mogelijk ook in de bodem. Met zijn radiale symmetrie, zijn veronderstelde opbouw en zijn gebrek aan complexe organen zou het organisme in veel opzichten vergelijkbaar zijn met de zogeheten diploblasten, een taxon waartoe onder meer de huidige kwallen, zeeanemonen en koralen behoren; de groep waartoe Eoandromeda behoorde, zou dan een reeds lang geleden uitgestorven groep van de diploblasten vertegenwoordigen.

Referenties:
  • Zhu, M., Gehling, J.G., Xiao, S., Zhao, Y & Droser, M.L., 2008. Eight-armed Ediacara fossil in contrasting taphonomic windows from China and Australia. Geology 36, p. 867-870.

Foto’s: SantaBanta Forums.

987 Magneetveld in meteorieten onthult vroegste geschiedenis van planeten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Geofysica !

Over het ontstaan van ons zonnestelsel - en dus over de geboorte van de planeten is nog steeds relatief weinig bekend. De planeten moeten zijn ontstaan uit planetesimalen, hemellichamen die ontstonden door de samenballing van stof en gruis in schijfvormige banen rondom de zon. Die planetesimalen konden waarschijnlijk tot zo’n 160 km (in doorsnede) groot worden. Dat was volgens de tot nu toe geldende opvattingen te klein om op te smelten onder de destijds heersende omstandigheden. Uit de planetesimalen werd, wanneer brokstukken op elkaar botsten, materiaal weggeslingerd. Enkele van deze zeer oude meteorieten zijn op aarde teruggevonden. Drie van dergelijke meteorieten (type angriet) zijn onderzocht en op basis van de karakteristieken van hun magneetveld kunnen diverse conclusies worden getrokken.


De meteoriet die bij Angra dos Reis (Brazilië) werd gevonden
(foto Maria Zucolotto, Museu Nacional, Brazilië)

Angrieten (zo genoemd naar de Braziliaanse vindplaats Angra dos Reis waar dit type meteoriet voor het eerst werd gevonden) behoren tot de achondrieten, en zijn opgebouwd uit de mineralen pyroxeen, olivijn en plagioklaas. In tegenstelling tot chondrieten en primitieve achondrieten wijst de vorm van de mineralen bij angrieten op een vorming als stollingsgesteente.

Uit de analyse van de angrieten - die zoals gezegd uit een soort stollingsgesteente bestaan dat min of meer overeenkomt met bepaalde typen basalt op aarde - blijkt dat de planetesimalen toch groot genoeg waren om bijna geheel te smelten. Dat betekent dat ze, net als de planeten, een differentiatie ondergingen op basis van het gewicht van de samenstellende bestanddelen: de lichtere silicaten dreven aan het oppervlak en vormden later de korst, terwijl het zware ijzerhoudende materiaal naar de diepte zonk en de kern vormde. Door dezelfde processen als op aarde veroorzaakte de beweging van het ijzerhoudende materiaal in de kern een dynamoeffect. De onderzoekers van de drie angrieten hebben nu sporen van het magnetisch veld dat door de dynamowerking in de planetesimalen ontstond, kunnen terugvinden in de meteorieten.


Op Antarctica worden relatief veel
meteorieten gevonden doordat ze met
hun donkere kleur duidelijk afsteken
tegen de witte sneeuw- of ijsondergrond


Onderzoeksleider Benjamin Weiss met
de D’Orbigny meteoriet, die deel uitmaakt
van de onderzochte collectie
(foto Donna Coveny).


Het magnetisme in meteorieten is tot nu toe een groot raadsel geweest, omdat eerder werd gedacht dat in planetesimalen geen scheiding tussen korst en kern kon zijn opgetreden, en dus ook geen dynamowerking. Het onderscheid dat tot nu toe werd gemaakt tussen de grote planeten (waarin wel differentiatie kon optreden) en planetesimalen (waarvan men dacht dat zo’n differentiatie niet kon), bestaat in werkelijkheid dus misschien helemaal niet; als er wel een onderscheid gemaakt kan worden, is dat in ieder geval gebaseerd op andere grondslagen dan waarvan tot nu toe werd uitgegaan. Er lijkt een heel geleidelijke overgang te hebben bestaan tussen gruisconcentraties, planetesimalen, miniplaneten en planeten.


Die overweging kan het beeld veranderen van de wijze waarop planeten ontstonden. Als de planetesimalen immers al gesmolten waren wanneer ze tegen elkaar botsten en samengroeiden, dan moet de differentiatie binnen de geleidelijk ontstaande planeten anders zijn verlopen dan tot nu toe gedacht, met alle consequenties vandien voor de verspreiding van bepaalde mineralen over kern, mantel en korst.

Het nieuwe onderzoek geeft ook aan dat de ontwikkelingen tijdens de eerste fase van de vorming van ons zonnestelsel zeer snel moeten zijn gegaan, want sommige angrieten zijn slechts zo’n 3 miljoen jaar ouder dan de geboorte van het zonnestelsel. Het hemellichaam waarvan ze afkomstig zijn moet bovendien een magnetisch veld hebben gehad met een sterkte van zo’n 20-40% van het huidige aardmagnetisch veld.

Referenties:
  • Weiss, B.J., Berdahl, J.S., Elkins-Tanton, L., Stanley, S., Lima, E.A. & Carporzen, L., 2008. Magnetism on the angrite parent body and the early differentiation of planetesimals. Science 322, p. 713-716.

Foto’s: Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (Verenigde Staten van Amerika).

988 Oudste menselijke voetafdrukken gedateerd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie ! Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

In 2003 werden in het zuiden van Italië, in de inmiddels verharde (gelithificeerde) as van de Roccamonfina, menselijke voetstappen ontdekt. De voetstappen, die duidelijk tonen dat de - minimaal drie - betrokken personen rechtop liepen (ook al zijn er diverse plaatsen waar ze ook met hun handen de grond aanraakten), gaan zowel over relatief vlak gebied als over de steile helling van de vulkaan. Vanwege het feit dat de voetstappen staan in wat nu verhard gesteente is, zijn ze in de volksmond 'Het spoor van de duivel’ genoemd (zie Geonieuws 341).


Detail van de indrukken

Al direct werd gedacht dat de voetstappen zeer oud moesten zijn. Schattingen liepen destijds, vooral op basis van een nogal speculatieve correlatie met de uitbarsting die leidde tot de vorming van een caldera waarbij ook een bepaald gesteente (bruine leuciettuf) werd gevormd, tot een voorlopige datering van 385.000 jaar tot 325.000 jaar. Deze leuciettuf is inmiddels sterk verweerd en daarom niet langer zonder meer geschikt voor radiometrische ouderdomsbepalingen. Destijds werden radiometrische ouderdomsbepalingen uitgevoerd met de K/Ar-methode, en de met deze dateringsmethode verkregen ouderdom waren - zoals ook door de onderzoekers die de leuciettuf nu gedateerd hebben, niet betrouwbaar. Bij het nieuwe onderzoek bleek het mogelijk om uit de tuf enkele onverweerde leucietkristallen te isoleren. Die bleken wel radiometrisch te dateren (40Ar/39Ar). Daarbij bleek dat de kristallen - en dus ook de aslaag, 345.000 jaar oud zijn (met een mogelijke afwijking van 6000 jaar). Dit ligt dus niet alleen binnen de bandwijdte van de oorspronkelijke schattingen, maar bevestigt ook dat 'het spoor van de duivel’ bestaat uit de oudste menselijke voetstappen die gedateerd zijn. Op basis van deze ouderdom is het waarschijnlijk dat ze afkomstig zijn van de voorvader (Homo heidelbergensis) van de moderne mens; die domineerde namelijk destijds in Europa.


De sporen lopen deels over een steilwand


De structuren zijn niet overal even goed
herkenbaar als voetafdrukken


Overigens moet het eerdere idee worden herzien dat de mensen die de voetafdrukken achterlieten op de vlucht waren voor de uitbarsting; er zijn nu namelijk afdrukken gevonden in twee tegenovergestelde richtingen. Dat betekent dat de voetafdrukken iets ouder moeten zijn dan de leuciettuf. Het is immers niet waarschijnlijk dat de mensen in de richting van de uitbarsting liepen, al kan anderzijds ook niet geheel worden uitgesloten dat geprobeerd is om snel nog even terug te keren om achtergelaten voorwerpen te redden. De as moet echter snel na de uitbarsting verhard zijn, zodat de voetstappen in ieder geval niet veel jonger kunnen zijn dan de as.

Referenties:
  • Scaillet, S., Vita-Scaillet, G. & Guillou, H., 2008. Oldest human footprints dated by Ar/Ar. Earth and Planetary Science Letters 275, p. 320-325.

De foto met het bovenaanzicht van de indrukken is welwillend ter beschikking gesteld door Stéphane Scaillet, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA-CNRS-UVSQ, Gif sur Yvette (Frankrijk). De foto van de sporen op de steilwand werd al eerder ter beschikking gesteld door Paolo Mietto.

989 Milieucrisis zorgde voor 'zieke aarde’ op P/T-grens
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het aantal hypotheses over de mogelijke oorzaak van de grootst bekende massauitsterving op aarde (op de grens Perm/Trias, 251 miljoen jaar geleden) is al groot, maar daar is nu een nieuwe aan toegevoegd. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Dave Bottjer moet niet worden gedacht aan een enkel verschijnsel (bijv. de inslag van een hemellichaam) dat direct of indirect verantwoordelijk was voor het verdwijnen van het overgrote deel aan soorten (zowel op land als in de zee), maar moet veeleer sprake zijn geweest van het overschrijden van een drempelwaarde door een 'zieke aarde’. Er was als het ware een steeds erger wordende wereldwijde milieucrisis die plotseling tot een uitbarsting kwam.


Kalksteen uit het Vroeg-Trias (Moenkopi Fm.) in de Muddy Mountains (Nevada, USA),
waarin uitvoerig onderzoek naar de massauitsterving op de P/T-grens werd gedaan

Een dergelijke ontwikkeling, waarbij het milieu gedurende lange tijd steeds slechter werd, zou volgens de onderzoekers trouwens niet alleen voor de massauitsterving op de P/T-grens verantwoordelijk zijn, maar ook voor die op de grens tussen Trias en Jura. Opmerkelijk is onder meer dat in mariene sedimenten die werden gevormd tijdens deze twee massauitstervingen op grote schaal 'boeketten’ van aragonietkristallen worden gevonden, terwijl die nauwelijks uit lagen met een andere ouderdom bekend zijn. Het feit dat bij twee massauitstervingen aanwijzingen zijn gevonden voor een milieucrisis, maakt het niet onwaarschijnlijk dat voor andere massauitstervingen, waarvoor tot nu toe geen duidelijke oorzaak kan worden aangewezen, een soortgelijke verklaring kan worden gegeven. Daarmee zou een eind kunnen komen aan de talrijke speculaties over extreme verschijnselen die bij veel van de uitstervingen als mogelijke verklaring worden genoemd.

Het uitgevoerde onderzoek naar de oorzaak van het uitsterven op de P/T-grens werd toegespitsts op drie groepen dieren uit het Laat-Perm: op mossels lijkende brachiopoden die niet aan de ondergrond zaten vastgehecht, bryozoën (mosdiertjes) die net als koralen korsten over harde substraten vormden, en op de bodem levende mollusken. Van die groepen werd niet alleen, per tijdseenheid, vastgesteld hoeveel verschillende soorten er in het sediment aanwezig waren, maar ook hoeveel individuen per hoeveelheid sediment. Daaruit blijkt dat de hoeveelheid brachiopoden die ver uit de kust in diep water leefden, al 8 miljoen jaar voor de P/T-grens achteruit gingen; de bryozoën begonnen vanaf dat moment minder soortenrijkdom te vertonen, maar de mollusken werden juist algemener. De relatief beweeglijke mollusken gingen na de massauitsterving de zeeën zelfs volledig domineren, met weinig soorten maar met zeer grote aantallen individuen.


De mollusken Promyalina en Eumorphotis
domineerden de zeebodem tijdens het Vroeg-Trias
(Moenkopi Fm., Nevada)


Onderzoeksleider Dave Bottjer


Hoewel de massauitsterving waarschijnlijk wel vrij plotseling optrad, was er dus toch sprake van een lange aanloop, en de problemen lijken in de diepe zeeën te zijn begonnen. De afvoer van giftige producten naar zee als gevolg van de grote vulkanische activiteit waaruit de 'Siberian Traps’ zijn ontstaan, zou dan net de druppel kunnen zijn geweest die de emmer deed overlopen.

Referenties:
  • Bottjer, J.D., Clapham, M.E., Fraiser, M.L. & Powers, C.M., 2008. Understanding mechanisms for the end-Permian mass extinction and the protracted Early Triassic aftermath and recovery. GSA Today 18, p. 4-10.

Foto’s van de Moenkopi Fm. welwillend ter beschikking gesteld door Dave Bottjer, Department of Earth Sciences, University of Southern California, Los Angeles, CA (Verenigde Staten van Amerika; foto van Dave Bottjer (door Philip Channing): University of Southern California.

990 Europa had in Laat-Mioceen een 'wasserette-klimaat'
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

De tendens van de laatste eeuw (maar niet van de laatste 10 jaar) van wereldwijd stijgende temperaturen heeft veel interesse gewekt voor het klimaat van het Laat-Mioceen, toen een vergelijkbare opwarming plaatsvond. Over de precieze klimaatomstandigheden uit die periode is echter nog weinig met zekerheid bekend. Wel zijn er aanwijzingen dat het klimaat in het Tortonien (11,6-7 miljoen jaar geleden) warmer en vochtiger was dan nu in continentaal Europa, dat er op Antarctica al een goed ontwikkelde ijskap lag, maar dat Groenland nog geen ijskap had. Het reliëf op aarde was op de meeste plaatsen minder groot dan nu. De verdeling tussen land en zee verschilde niet veel van nu, maar er waren meer doorgangen voor oceaanstromen (bijv. tussen Noord en Zuid-Amerika. Het zeewater was warmer dan nu.


De ontsluiting Königshausen waar veel resten
van Laat-Miocene amfibieën en reptielen werden gevonden.

Om een meer precies inzicht te krijgen in de omstandigheden van het Midden- en vooral het Laat-Mioceen is onderzoek uitgevoerd naar de neerslag in die tijd. Dat gebeurde op basis van de resten van amfibieën en reptielen die in Europa (twee continentale bekkens in Noordoost-Spanje en van diverse locaties in Midden- en Oost-Europa) uit afzettingen van die tijd werden onderzocht. Op basis van de leefgemeenschappen die zo konden worden gereconstrueerd, werd een - door vergelijking met recente equivalenten - betrouwbaar beeld gekregen van de neerslag die de onderzoeksgebieden destijds kenmerkte.


Tand van de krokodil Diplocynodon styriacus


Wervel van de salamander Salamandra sansaniensis


Het onderzochte tijdsinterval voor de twee gebieden samen liep van 13 tot 5,3 miljoen jaar geleden. De opeenvolgingen die in Spanje werden onderzocht, leverden een ontwikkelingsgeschiedenis op met een nauwkeurigheid van ongeveer 60.000 jaar; voor Midden- en Oost-Europa was dat ca. 150.000 jaar. Daarbij bleek dat er - niet verwonderlijk - verschillende ontwikkelingen voor de twee onderzoeksgebieden zijn te onderscheiden. In het begin (van 13 tot 9 miljoen jaar geleden) ging het in beide gebieden nog gelijk op: het klimaat veranderde geleidelijk van droog (13-11 miljoen jaar geleden) tot een klimaat zoals kenmerkends is voor een wasserette (warm en zo’n vochtige lucht dat er veel meer neerslag viel dan nu); dit laatste klimaat heerste van 10,2-9,8 miljoen jaar geleden. Tussen 9,7 en 9,5 miljoen jaar geleden werd het geleidelijk weer droger en koeler, wat mogelijk de oorzaak is van de crisis waardoor onder meer de hominoïden (mensachtigen) in West-Europa uitstierven.


Bovenkaak van de kameleon Chamaeleo caroliquarti


Bovenkaak van de kikker Pelobates fahlbuschi


Daarna liepen de ontwikkelingen deels uiteen. Het werd in beide gebieden weer warmer en vochtiger; dit wasserette-klimaat duurde van 9,0 tot 8,5 miljoen jaar geleden, maar was in Spanje nog veel uitgesprokener dan eerder het geval was geweest, terwijl het in Midden- en Oost-Europa minder uitgesproken was. Na 8 miljoen jaar geleden bleef het in Spanje nat, maar werd het in Midden- en West-Europa geleidelijk droger, en zelfs droger dan tegenwoordig.


Onderkaak van de hagedis Lacerta sp.


Darmbeen van de pad Bufo cf. viridis


Deze reconstructie van de klimatologische ontwikkelingen kunnen mogelijk helpen bij het voorspellen van toekomstige klimatologische ontwikkelingen, mar daarbij moert wel worden bedacht dat het gaat om ontwikkelingen die honderdduizenden jaren in beslag namen; ze kunnen dus niet worden aangegrepen voor maatregelen die mogelijk negatieve effecten van de huidige klimaatontwikkeling kunnen verminderen. Bovendien merken de onderzoekers op dat er weliswaar in de tijd correlaties met andere verschijnselen zijn te ontdekken (bijv. de afsluiting van de opening tussen Noord- en Zuid-Amerika door het omhoog komen van een gebied tussen die twee continenten in. Het is echter niet bekend of er oorzakelijke verbanden zijn, en tenslotte merken de onderzoekers op dat er voor het ontstaan van het opgetreden ‘wasserette-klimaat’ geen duidelijke reden is aan te geven.

Referenties:
  • Böhme, M., Ilg, A. & Winklhofer, M., 2008. Late Miocene 'washhouse' climate in Europe. Earth and Planetary Sciernce Letters 275, p. 393-401.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Madelaine Böhme, Department of Earth and Environmental Science, Ludwig-Maximilians Universität, München (Duitsland).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl