NGV-Geonieuws 175

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Januari 2011, jaargang 13 nr. 1

Redactie: dr. W.M.L.(Willem) Schuurman

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 1128 Ook Zuid-Korea heeft nu een ‘nationale’ dino
  • 1129 Micro-organismen dringen zeer diep door in lithosfeer
  • 1130 Een gevecht op dood en dood
  • 1131 Ineenstorting Carbonisch regenwoud leidde tot meer diversificatie
  • 1132 Verbranding biomassa fluctueerde sterk in laatste eeuwen
  • 1133 Grote meteorietinslagen hadden sterke invloed op mineralogische samenstelling van de planeten
  • 1134 Herstel na Perm/Trias-uitsterving duurde 10 miljoen jaar
  • 1135 Krokodillen zijn wellicht geen levende fossielen
  • 1136 Aardmagnetisch veld varieerde 40% in sterkte binnen 30 jaar
  • 1137 Ediacara-fauna leefde in zeeën met ‘recente’ watertemperatuur
  • 1138 Ook de maan heeft een kern
  • 1139 ‘Snowball Earth’ had ijsvrije plaatsen

    << Vorige uitgave: 174 | Volgende uitgave: 176 >>

1128 Ook Zuid-Korea heeft nu een ‘nationale’ dino
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

De publicaties over nieuwe dino’s volgen elkaar in zo’n hoog tempo op dat het haast wel lijkt of er een wedloop aan de gang is. Die is er ook, vooral omdat publicaties over dino’s een groot publiek aanspreken, dus publiciteit opleveren, en dus ook de kans op subsidies voor verder onderzoek groter maken. Ook lijkt het erop dat ieder land - en soms zelfs iedere universiteit - zijn ‘eigen’ dino wil hebben: een nieuwe soort die bijvoorbeeld via zijn naam verwijst naar een bepaald land, een bepaald instituut of een bepaalde onderzoeker.

Zuid-Korea is de nieuwe gelukkige. Voor het eerst is er een ceratopside dino gevonden (ceratopsiden zijn de groep van gehoornde dino’s, vaak met een grote ‘kraag’, waarvan Triceratops de bekendste vertegenwoordiger is; zie ook Geonieuws 1027, 1040 en 1095). Het gevonden exemplaar blijkt ook nog een nieuwe soort (of alle in de laatste jaren beschreven nieuwe soorten dino’s ook werkelijk nieuwe soorten zijn, is overigens een punt van veel discussie: veel paleontologen menen dat er tal van vondsten als ‘nieuwe’ soorten zijn beschreven terwijl in feite sprake is van exemplaren van een al eerder beschreven soort; de reden is dat veel soorten worden beschreven op basis van zeer fragmentarisch materiaal).

Het Koreaanse exemplaar is Koreaceratops hwaseongensis gedoopt. De geslachtsnaam geeft aan dat het een hoorndragende dino uit Korea is; de soortnaam verwijst naar de vindplaats bij de stad Hwaseong. Het skelet is niet compleet, maar omvat wel veel onderdelen: de ruggegraat, het heupbeen, delen van de achterpoten en een bijna complete staart. Het dier leefde 103 miljoen jaar geleden (laat Vroeg-Krijt). Koreaceratops was met zijn 1,5-1,8 m lengte en gewicht van 30-50 kg een betrekkelijk kleine dino in vergelijking met de ceratopsiden uit Noord-Amerika. Het was een planteneter met een papegaai-achtige snuit. De klauwen aan zijn achterpoten wijzen erop dat hij op zijn achterpoten liep en een behoorlijke snelheid kon ontwikkelen. De uitsteeksels op de wervels in zijn staart suggereren dat hij een relatief smalle, hoge staart had die hem, net als de rugvin van vissen, goed van pas kan zijn gekomen bij het zwemmen. Dat zou kunnen betekenen dat hij zich deels met waterplanten voedde.


Reconstructie van de Koreaanse dino.


Mede-onderzoeker Michael J. Ryan.


De vondst is in zoverre bijzonder dat er in Korea weinig skeletten van dino’s worden gevonden, terwijl dino-eieren en loopsporen van dino’s juist tamelijk frequent worden aangetroffen. Verder is het gevonden exemplaar wetenschappelijk van belang omdat het stamt uit een periode van 20 miljoen jaar waaruit geen dino’s in deze omstreken bekend waren, en waarin deze dieren uit Azië naar Noord-Amerika zijn gemigreerd (uit Amerika zijn ceratopsiden alleen bekend uit het Laat-Krijt).


Het fossiel van Koreaceratops
hwaseongensis
.

Referenties:
  • Lee, Y.-N., Ryan, M.J. & Kobayashi, Y., 2010. The first ceratopsian dinosaur from South Korea. Naturwissenschaften, doi:10.1007/s00114-010-0739-y, 11 blz.

Foto fossiel uit het aangehaalde artikel. Reconstructie van Koreaceratops (door Julius T. Csotonyi) en foto Ryan: Cleveland Museum of Natural History, Cleveland, OH (Verenigde Staten van Amerika).

1129 Micro-organismen dringen zeer diep door in lithosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

De onderverdeling in atmosfeer, hydrosfeer, biosfeer en lithosfeer is niet zo scherp als op het eerste gezicht lijkt: vissen zwemmen in het water, vogels vliegen in de lucht, lucht zit opgesloten in ijs en in sediment, en tal van organismen zoeken hun weg door de lithosfeer. Dat laatste gebeurt op nog veel grotere schaal en tot grotere diepten dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit twee publicaties die rond de jaarwisseling verschenen.


Het gebied rond het Atlantis-Massief.


Monstername-apparatuur wordt
vanaf de Jason II neergelaten.


De publicatie die nog in 2010 verscheen, betreft bacteriën die werden aangetroffen in een boorkern die vanaf het onderzoeksschip JOIDES Resolution werd opgehaald uit de ‘diepe’ (oceanische) aardkorst van het Atlantis-Massief in de Atlantische Oceaan. De korst is daar ter plaatse omhoog gedrukt en gebroken, en daardoor is de ‘diepe’ korst, die uit gabbro bestaat, relatief gemakkelijk aan te boren. In de boorkern werd in deze gabbro, afkomstig van ruim 1400 m onder de zeebodem, een onverwacht grote hoeveelheid microben aangetroffen. Deze microben waren zeer goed aangepast aan de situatie ter plaatse. Sommige soorten verwerkten koolwaterstoffen, andere bleken in staat om methaan te oxideren, en weer andere bleken genen te hebben die het hun mogelijk maakten om stikstof en koolstof uit gasvormige verbindingen vrij te maken. De koolwaterstoffen die de organismen gebruikten als voedsel bleken afkomstig uit de diepe aardkorst, wat impliceert dat deze microben kennelijk niet afhankelijk zijn van voedselbronnen in zee. De onderzoekers stellen dat de microben blijkbaar in staat zijn om koolstof vast te leggen, zodat ze wellicht voor ‘consumptie’ van CO2 kunnen zorgen. Dan zou een deel van de door menselijk activiteit geproduceerde CO2 in de oceanische korst kunnen worden gepompt zonder nadelige gevolgen.

De publicatie die op 2 januari zal verschijnen, betreft organisch materiaal dat niet alleen voorkomt in vloeistoffen die via onderaardse hete bronnen omhoog komen, maar ook is aangetroffen in een boorkern die met het onderzoekschip Jason II uit de diepzeebodem is opgehaald. Dit opgeloste organische materiaal moet afkomstig zijn uit de oceanische korst zelf, en moet bovendien gevormd zijn - zoals blijkt uit de verhoudingen tussen de diverse koolstof-isotopen - door de activiteit van grote gemeenschappen van zogeheten chemo-autotrofe microben, d.w.z. micro-organismen die hun energie ontlenen aan chemische reacties en die volledig onafhankelijk zijn van voedsel dat direct of indirect te danken is aan zonlicht. Het gaat daarbij om bacteriën en Archaea (oerbacteriën) die, zoals uit de14C-datering blijkt, 11.800-14.400 jaar geleden leefden. Van deze microben was weliswaar bekend dat ze in de oceanische korst voorkomen, maar tot nu toe was het een punt van discussie of er ook werkelijk grote gemeenschappen bestonden. Dat blijkt nu dus inderdaad het geval. De onderzoekers spreken dan ook zelfs van een ‘tweede biosfeer’ onder de zeebodem.


Met een robotarm worden monsters
op de zeebodem genomen.


Onderzoeksleider Matthew McCarthy
met een deel van de monstername-apparatuur.


Het voorkomen van grote gemeenschappen van deze micro-organismen die leven onder dergelijke extreem omstandigheden, kan consequenties hebben voor de zoektocht naar buitenaards leven. Dat leven zou immers in traceerbare hoeveelheden kunnen voorkomen in gebieden op de Maan of op bijv. Mars waarvan tot nu toe werd verondersteld dat ze zo onherbergzaam zijn dat een zoektocht er nauwelijks zin heeft.

Referenties:
  • McCarthy, M.D., Beaupré, S.R., Walker, B.D., Voparil, I., Guilderson, Th.P. & Druffel, E.R.M., 2011. Chemosynthetic origin of 14C-depleted dissolved organic matter in a ridge-flank hydrothermal system. Nature Geoscience 4, p. 32-36.
  • Mason, O.U., Nakagawa, T., Rosner, M., Van Nostrand, J.D., Zhou, J., Maruyama, A., Fisk, M.R. & Giovannoni, S.J., 2010. First investigation of the micobiology of the deepest layer of ocean crust. PloS ONE 5 (1): e15399, doi:10.1371/journal.pone.0015399, 11 blz.

Foto’s (M. McCarthy): University of California, Santa Cruz, CA; kaart: University of Oregon, Corvallis, OR (Verenigde Staten van Amerika).

1130 Een gevecht op dood en dood
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Barnsteen bevat vaak een schat aan gegevens (zie o.a. Geonieuws 860, 995 en 1108), niet alleen in de vorm van fossielen die op bijna geen enkele andere wijze kans hebben om te fossiliseren, maar ook vanwege de geschiedenis daarachter. Zo hebben onderzoekers, onder leiding van de bekende, inmiddels gepensioneerde, barnsteen-specialist George Poinar Jr. onlangs een artikel gepubliceerd over een stuk barnsteen met fossielen die aangeven dat er ter plaatse een gevecht heeft plaatsgevonden dat voor de beide betrokkenen een dodelijke afloop had.

Het gaat om een stukje barnsteen uit Birma van 22 bij 3 mm, dat tussen de 110 en 97 miljoen jaar oud is. Er zitten een grotendeels bewaard gebleven libelle en de rechterachterpoot en de staart van een hagedis in opgesloten. Van de libelle is vastgesteld dat het gaat om een nieuw geslacht en dus ook een nieuwe soort: Palaeodisparoneura burmanica. Van de hagedis is onvoldoende materiaal bewaard gebleven om hem te kunnen determineren.


De grotendeels bewaard gebleven libelle
(holotype van Palaeodisparoneura burmanica),
die echter zijn kop en enkele poten mist.
Links een deel van de poot van de hagedis.


Detail van de poot die aan de hars bleef
kleven toen de hagedis wegvluchtte. Rechts
een deel van de vleugel van de libelle.


Het samengaan, vlak bij elkaar, van bovengenoemde resten van een libelle en een hagedis duiden op een voor beide dieren fataal afgelopen gevecht. De libelle moet aan de hars van een boom zijn vastgekleefd, en heeft zich daar niet aan kunnen ontworstelen. Hij moet bij zijn gevecht om aan de kleverige substantie te ontkomen de aandacht hebben getrokken van een hagedis, die in hem een makkelijke prooi zag. De hagedis kwam op de libelle af en beet zijn kop af, waarschijnlijk terloops enkel van de poten van de libelle meenemend. De hagedis naderde de libelle echter teveel, waarbij hij met een poot aan de hars bleef kleven. Bij zijn poging om zich uit de hars te bevrijden, moet hij met zijn staart hebben gezwaaid, die vervolgens ook aan de hars vastkleefde. Met een grote krachtsinspanning moet de hagedis zich uiteindelijk hebben bevrijd, maar daarbij brak zijn staart af (dat is een normaal voorkomende gebeurtenis wanneer hagedissen bijv. aan een aanvaller willen ontkomen; de staart groeit later weer aan) en moest hij ook een poot achterlaten. Zonder die poot zal het dier weinig kans hebben gehad om te overleven, en ook voor hem zal het gevecht met de hars dus uiteindelijk fataal zijn afgelopen.

Is bovenstaande reconstructie van een gevecht, uitsluitend op basis van de bij elkaar aangetroffen fossiele resten, een wilde speculatie? Bepaald niet, want soortgelijke situaties zijn goed bekend uit de huidige tijd. Hagedissen blijken bovendien dol op libelles, waarvan ze altijd eerst de kop afbijten. Er zijn uit Costa Rica watervallen bekend waar op sommige plaatsen veel libelles van een bepaald geslacht (Thaumatoneura) voorkomen. Op die plaatsen zijn geen hagedissen aanwezig. Op de plaatsen waar wel hagedissen voorkomen, zijn geen libelles meer aanwezig: waarschijnlijk zijn die allemaal opgegeten.

Referenties:
  • Poinar Jr., G., Bechly, G. & Buckley, R., 2010. First record of Odonata and a new family of damselflies from Early Cretaceous Burmese amber. Palaeodiversity 3, p. 15-22.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door George Poinar Jr., Department of Zoology, Oregon State University, OR (Verenigde Staten van Amerika).

1131 Ineenstorting Carbonisch regenwoud leidde tot meer diversificatie
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Menselijke activiteiten bedreigen het tropisch regenwoud, dat daardoor in steeds kleinere stukken dreigt te worden opgesplitst. Het is een van de grootste ecologische bedreigingen waarmee we momenteel kampen, want de ‘versplintering’ van vooral het regenwoud in het Amazonegebied zal leiden tot een catastrofaal verlies aan biodiversiteit. Dat is althans de mening van vrijwel alle milieudeskundigen.

Die mening is echter niet per definitie juist, zoals uit geologisch onderzoek blijkt. Omstreeks 305 miljoen jaar geleden (Kasimovian, Laat-Carboon) vond namelijk een soortgelijke ontwikkeling plaats. De continenten vormden toen het grote supercontinent Pangea, en daarin lagen Noord-Amerika en Europa (waaronder Nederland) in de tropen. Het was in de tientallen miljoen jaren daarvoor warm en vochtig geweest, en zowel langs de grote rivieren zoals nu in het Amazone-gebied als langs de kusten hadden zich grote, vaak moerassige, bossen ontwikkeld die in veel opzichten te vergelijken zijn met het huidige tropisch regenwoud. Daarin hadden zich ook een gevarieerde flora en fauna ontwikkeld.


Een karakteristiek, vochtig bos uit het Carboon.

Toen omstreeks 305 miljoen jaar geleden het klimaat veranderde (en vooral veel heter en droger werd), kreeg het regenwoud het zwaar te verduren. Het verdween zelfs op veel plaatsen, zodat er als het ware alleen maar ‘eilandjes’ van tropisch regenwoud overbleven. Tussen die geïsoleerde gebieden bestond weinig of geen uitwisseling van dieren. In bepaalde opzichten was die situatie dus te vergelijken met de huidige situatie in de Galapagos-archipel, waar eilanden met vrijwel identieke condities van elkaar gescheiden zijn door een voor de fauna onneembare barrière (in dit geval de zee). En net zoals zich op de Galapagos-eilanden fauna’s (in het bijzonder van vogels) ontwikkelden die steeds meer van elkaar begonnen af te wijken (waardoor veel nieuwe soorten ontstonden en de biodiversiteit dus toenam), zo gebeurde dat ook in de restanten van het Carbonisch regenwoud.


Fossiele schedel van één van de
reptielen die zich na de ineenstorting
van het grote Carbonische regenwoud ontwikkelden.


Het reptiel Dimetrodon, een
van de belangrijkste roofdieren uit
het Vroeg-Perm, was een gevolg van
de diversificatie na het verdwijnen
van het Carbonisch regenwoud.


De amfibieën, die een voor vocht zeer doorlaatbare huid hebben en die hun eieren meestal in water leggen, verdwenen voor een groot deel onder de steeds drogere omstandigheden. Daarentegen gingen de reptielen, die een veel beter isolerende huid hebben en die hun eieren - met een veel hardere schaal - gewoonlijk op droog land leggen, het steeds beter doen. De groep begon een bloeitijd (die in feite de aanzet was tot de dominante positie die de dinosauriërs later zouden gaan innemen), en hun diversiteit nam snel toe, zoals blijkt uit de studie die de diversiteit van de reptielen voor en na de ineenstorting van het regenwoud onderzocht.

Volgens de onderzoekers had de grootschalige teloorgang van het Carbonische regenwoud dus een positief gevolg voor de biodiversiteit (al zijn de gevolgen voor andere diergroepen niet in vergelijkbaar detail bekend). Ze voegen daar echter wel aan toe dat hun bevinding niet per definitie betekent dat de aantasting van het huidig regenwoud ook zulke positieve effecten voor de biodiversiteit zal hebben. Het omgekeerde is echter dus niet zo vanzelfsprekend als tegenwoordig vaak wordt gesuggereerd.

Referenties:
  • Sahney, S., Benton, M.J. & Falcon-Lang,H.J., 2010. Rainforest collapse triggered Carboniferous tetrapod diversification in Euramerica. Geology 38, p. 1079-1082.

Foto reptielenschedel (Spencer Lucas, New Mexico Museum of Natural History): Royal Holloway University of London, Londen (Groot-Brittannië).

1132 Verbranding biomassa fluctueerde sterk in laatste eeuwen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Een internationaal onderzoeksteam heeft twee boorkernen uit het ijs van Antarctica onderzocht op het voorkomen van koolmonoxide (CO). De verhouding tussen de diverse stabiele koolstof- en zuurstof-isotopen in deze verbinding is een maat voor de relatieve hoeveelheid biomassa (hout, veen/turf, gras) die verbrandt als gevolg van natuurlijke oorzaken (bosbranden etc.) en huishoudelijk gebruik (stoken van vuur voor de bereiding van maaltijden, etc.). Door opeenvolgende monsters te analyseren, werd een beeld verkregen hoe de verbranding van biomassa in de loop der tijd varieerde. De onderzoekers tekenen daarbij aan dat hun uitkomsten alleen voor het zuidelijk halfrond gelden.

De analyse was niet gemakkelijk, want in het poolijs komen alleen kleine hoeveelheden CO (in de ingesloten luchtbelletjes) voor. Er was daarom voor elke analyse ongeveer een kilo ijs nodig. Dat ijs was afkomstig uit twee boorkernen (elk met een doorsnede van 12 cm) waarvan er één was verkregen op boorlocatie D47, en één elders (zodat er twee onafhankelijke series gegevens werden verkregen). De ijskernen vertegenwoordigen de laatste 650 jaar, en de verkregen gegevens hebben dan ook uitsluitend op deze periode betrekking.


Boorlocatie D47 op Antarctica.


Mede-onderzoeker Jérôme Chapellaz.


De verwachting was dat de hoeveelheid verbrande biomassa een geleidelijk groei in de loop der tijd te zien zouden geven, uitgaande van ongeveer gelijkblijvende verbranding door natuurlijke oorzaken, maar een groei van de door mensen veroorzaakte verbranding (vanwege de groeiende bevolking). Die verwachting bleek onjuist: de verbranding van biomassa vertoonde grote pieken en dalen. Die pieken en dalen waren overigens veelal van aanzienlijke duur, zodat beter gesproken kan worden van perioden met veel en perioden met weinig verbranding van biomassa. Zo was de verbranding in de 17e eeuw ongeveer de helft lager dan daarvoor, verdubbelde vervolgens naar het einde van de 19e eeuw, en nam daarna weer met 70% af tot het huidige niveau. In de 20e eeuw lijkt er minder biomassa te zijn verbrand dan in de 100-150 jaar daarvoor.

Vooral die laatste bevinding, die al eerder was gesuggereerd door onderzoek van houtskool in bodemsediment en onderzoek van methaan in het ijs van Antarctica, is verrassend gezien de sterk toenemende bevolkingsdruk en de sterke industrialisatie. Er is dan ook nog geen verklaring voor deze merkwaardige ontwikkeling gevonden. Wellicht heeft de bevinding consequenties voor de interpretatie van koolstof-14 dateringen.

De onderzoekers willen het onderzoek voortzetten met oudere ijskernen, in de hoop uit te vinden of ook in een nog verder verleden dergelijke fluctuaties optraden, wat zou kunnen wijzen op een natuurlijke oorzaak. Ook dat onderzoek zou op het zuidelijk halfrond moeten worden uitgevoerd, want de uiteenlopende menselijke activiteiten op het noordelijk halfrond gedurende de laatste 2000-3000 jaar zorgen daar voor locale en regionale verschillen die het totaalbeeld sterk verstoren.

Referenties:
  • Wang, Z., Chappellaz, J., Park, K. & Mak, J.E., 2010. Large variations in southern hemisphere biomass burning during the last 650 years. Science 330, p. 1663-1666.

Foto boorlocatie: Jérôme Chapellaz, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique, Centre National de Recherche Scientifique, Grenoble (Frankrijk).

1133 Grote meteorietinslagen hadden sterke invloed op mineralogische samenstelling van de planeten
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

Hoe de Aarde (met zijn maan) en de overige planeten werden gevormd en zich verder ontwikkelden, is een vraag die nog steeds moeilijk te beantwoorden is, vooral omdat er de loop van miljarden jaren veel ‘bewijsmateriaal’ is verdwenen. Onder astronomen bestaat overeenstemming over de hypothese dat de planeten uit ons zonnestelsel ontstonden door samenklonteringen van kleinere massa’s (planetesimalen) in de daarvoor meest geschikte banen rondom de zon. Die hypothese verklaart echter niet waarom er zoveel siderofiele elementen( elementen die goed oplosbaar zijn in gesmolten ijzer) zoals Redium-Re, Osmium-Os, Iridium-Ir, Ruthenium- Ru, Platina-Pt, Rhodium-Rh, Palladium-Pd en Goud-Au in (relatief) grote hoeveelheden voorkomen in de mantel van de aarde, de Maan en Mars (van de overige planeten hebben we dergelijke gegevens niet).


De Aarde werd gebombardeerd door
grote brokstukken, maar de inslagkraters
zijn inmiddels bijna allen verdwenen door
erosie en/of bedekking met jongere gesteenten.


De Maan (hier met landingsplaatsen)
toont nog veel van de oude inslagkraters.


De combinatie van een enorme hoeveelheid gegevens van diverse, sterk uiteenlopende aspecten licht nu een tipje van de sluier op. De conclusies berusten op numerieke modellen, analyse van maanmonsters die tijdens de Apollo vluchten werden verzameld, meteorieten die van Mars afkomstig zijn, en gegevens over de samenstelling van de aardmantel.

De onderzoekers komen tot de conclusie dat het merendeel van de siderofiele elementen in de mantel van de Aarde, de Maan en Mars daar terecht zijn gekomen als gevolg van meteoriet inslagen in een vroege phase van hun ontstaan, ruwweg 4,5 miljard jaar geleden. De Maan was waarschijnlijk slechts enkele tientallen miljoenen jaren eerder uit de Aarde ontstaan doordat een brokstuk ter grootte van Mars de Aarde schampte, waarbij veel aardmateriaal de ruimte in werd geslingerd en daar samenklonterde tot de Maan (zie Geonieuws 471). Door deze onvoorstelbaar grote botsing kwam zoveel energie in de vorm van hitte vrij dat zowel de Aarde als de Maan in wording grotendeels smolten. Daardoor konden zware elementen, waaronder de siderofiele elementen, diep wegzakken en zich concentreren in de kern terwijl de lichtere elementen juist boven kwamen drijven. Dat is waarschijnlijk de oorsprong van de opdeling van de Aarde in korst, mantel en kern. Ook bij de Maan ontwikkelden zich hierdoor een korst en een mantel. Een van de gevolgen van deze gebeurtenis was dat zowel de aardkorst en aardmantel als de korst van de maan relatief arm aan siderofiele elementen werden. Echter, uit metingen blijkt dat zowel de aardmantel en de maanmantel nu relatief rijk aan deze elementen zijn.


Het Aitkin-Bekken aan de zuidpool
van de Maan kan zijn ontstaan door
een van de vroege grote inslagen.


De samenstelling van Mars is nog
alleen bekend van meteorieten die
van de planeet afkomstig zijn.


Het uitgevoerde onderzoek hiernaar komt tot de conclusie dat die elementen op Aarde, Maan en Mars terecht zijn gekomen door inslagen van meteorieten rijk aan siderofiele elementen. Dat gebeurde zeer waarschijnlijk slechts enkele tientallen miljoenen jaren na de vorming van de maan. Grote brokstukken - restanten van de planetesimalen - zwierven toen nog steeds in grote hoeveelheden in het zonnestelsel rond; ook nu zijn er overigens nog steeds drie grote brokstukken: de asteroïden Ceres, Pallas en Vesta met doorsneden van ruwweg respectievelijk 1000, 500 en 500 km. Het grootste brokstuk dat in die periode op Aarde insloeg, was 2000-3000 km in doorsnede (ter vergelijking: de meteoriet die ongeveer 60 miljoen jaar geleden insloeg en het uitsterven van de dino’s veroorzaakte had een doorsnede van ‘slechts’ ca. 10 km!). Deze botsing had mogelijk het gevolg dat de stand van de aardas met ca. 10̊ veranderde. De Maan, die tenslotte veel kleiner is dan de Aarde, ontkwam aan dergelijk grote inslagen, maar werd toch getroffen door brokstukken met een doorsnede van 200-300 km: genoeg om een litteken zoals het Aitkin-Bekken op de zuidpool van de Maan achter te laten. Bij die inslag werd mogelijk water tot in de mantel van de maan gebracht. Mars moet zijn getroffen door brokstukken waarvan de grootste 1500-2000 km in doorsnede waren (groot genoeg om het Borealis-Bekken op Mars te verklaren).


Planetesimalen waren de voorouders van de planeten.

De brokstukken die op de Aarde, de Maan en Mars (maar ook op andere planeten van ons zonnestelsel) terechtkwamen bevatten zoveel siderofiele elementen dat de mantel (waarheen de zware elementen wegzakten in de bij de grote inslagen vloeibaar geworden massa’s) significant aan die elementen werd verrijkt.

Referenties:
  • Bottke, W.F., Walker, R.J., Day, J.M.D., Nesvorny, D. & Elkins-Tanton, L., 2010. Stochastic late accretion to the Earth, Moon and Mars. Science 330, p. 1527-1530.

Foto’s: NASA. Tekening planetesimalen: W.K. Hartmann.

1134 Herstel na Perm/Trias-uitsterving duurde 10 miljoen jaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Enkele jaren geleden werd in het zuidwesten van China, nabij Luoping in de provincie Yunnan, en nieuwe fossielvindplaats ontdekt in ondiep-mariene afzettingen. De fossielen stammen uit de Midden Trias en tonen het herstel van de flora en fauna na de grootste massa uitsterving die in de laatste 500 miljoen jaar heeft plaatsgevonden (op de grens van Perm en Trias, toen 80-90% van alle bestaande soorten uitstierven).

Inmiddels zijn van de vindplaats meer dan 20.000 fossielen verzameld, en deze geven aan dat het herstel na de catastrofe lang duurde, en dat pas omstreeks 10 miljoen jaar erna (in het midden- tot laat-Anisien: Midden-Trias) de flora en fauna zich zodanig hersteld hadden dat weer alle ecosystemen bezet waren, vergelijkbaar met de situatie van voor de P/T-catastrofe .Er zijn wel duidelijk verschillen: zo kwamen er in de Midden-Trias grote rovers in zee voor in de vorm van reptielen en vissen, die in het Perm niet aanwezig waren geweest. Het gaat daarbij onder meer om de vis Saurichthys met zijn langgerekte snuit, de ichthyosauriër Mixosaurus, de sauropterygiër Nothosaurus en het tot de Prolacertiformes behorende reptiel Dinocephalosaurus. Deze rovers voedden zich vooral met vissen en kleine reptielen.


De pissebed-achtige arthropode
Protoamphisosum baii.



Een miljoenpoot.


De aanwezigheid van talrijke grote rovers geeft aan dat er een goed ontwikkelde voedselketen was. Aan de basis daarvan stonden vooral soorten die zich later in de Trias veel verder zouden ontwikkelen, zoals kreeftachtigen, vissen en tweekleppige molusken (pelecypoden).


De tot de Xiphosuridae behorende -
en aan de recente degenkrab verwante -
arthropode Yunnanolimulus luopingensis.


Zeeëgel met goed bewaarde stekels.


De aangetroffen fossielen vertegenwoordigen veel groepen, maar de arthropoden (geleedpotigen) blijken in de afzettingen veruit dominant (93,7%). Er zijn echter ook stekelhuidigen (zoals zeeëgels, crinoïden en zeesterren), vissen, reptielen, mollusken (met pelecypoden, gastropoden en zeer schaarse belemnoiden en ammonoiden), brachiopoden, foraminiferen en conodonten aangetroffen. Ook komt er ingespoeld plantaardig materiaal voor: vooral restanten van coniferen; de talrijke nog vertakte fragmenten wijzen op een kort transport (waarschijnlijk niet meer dan zo’n 10 km) vanaf de nabije kust.


Een tot de Eugnathidae behorende vis.


De roofvis Saurichthys yunnanensis.


Veel fossielen zijn prachtig bewaard gebleven, waardoor tal van details zichtbaar zijn. De goede preservering hangt mogelijk samen met gebrek aan zuurstof nabij de zeebodem. Daarop wijst namelijk het schaarse voorkomen van fossielen die op de zeebodem leefden, zoals zeesterren, crinoïden en bachiopoden, terwijl er kennelijk geen beperkende factoren voor het leven waren in de oppervlakte wateren.


Een ichthyosauriër.


Tand van een archosauriër.


Referenties:
  • Hu, S.-x., Zhang, Q.-y., Chen, Z.-Q., Zhou, C.-y. Lü, T., Xie, T., Wen, W., Huang, J.-y. & Benton, M.J., 2010. The Luoping biota: exceptional preservation, and new evidence on the Triassic recovery from end-Permian mass extinction. Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2010.2235, 9 blz.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Mike Benton, School of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol (Verenigd Koninkrijk).

1135 Krokodillen zijn wellicht geen levende fossielen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Sommige dieren en planten lijken min of meer onveranderd te zijn gebleven gedurende tientallen miljoenen jaren. Dat geldt bijv. voor de coelacanth (Latimeria chalumnae), de degenkrab (Limulus) en bomen zoals de ginkgo (Ginkgo biloba) en Wollastonia. Vaak worden ook de krokodillen als levende fossielen beschouwd, omdat er al in het Mesozoïcum dieren voorkwamen die veel met recente krokodillen gemeen lijken te hebben. De vondst van fossiel materiaal van een bizar krokodil-achtig dier uit het Boven-Krijt van Madagascar zet echter vraagtekens bij deze opvatting.

De vondst wordt zo belangrijk geacht dat er een apart boekwerk van 236 bladzijden (+ uitvouwblad) aan is gewijd, dat als ‘Memoir’ is toegevoegd aan het laatste nummer van 2010 van het Journal of Vertebrate Paleontology. Dat een apart boekwerk wordt gewijd aan één enkele soort is een grote uitzondering. De reden dat dat in dit geval wel is gebeurd, hangt ten nauwste samen met de details die uit de fossiele vondsten konden worden gereconstrueerd. Daarbij moet echter wel worden aangetekend dat ook veel aandacht wordt besteed aan de groep waartoe het fossiel behoort: de uitgestorven suborde van de Notosuchia.


Reconstructie van Simosuchus clarki
(foto typelocaliteit Raymond Rogers;
sculptuur Boban Filipovic; montage Lucille Betti-Nash).


Schedel en onderkaak van Simosuchus clarki
(foto Jeanne Neville).


De krokodil waar het allemaal om draait is Simosuchus clarki. Dit dier werd in 2000 voor het eerst beschreven op basis van een goed gepreserveerde schedel en een gedeeltelijk bewaard gebleven skelet. Het fossiele dier baarde toen al opzien vanwege zijn korte, stompe snuit, zijn blad vormige tanden en zijn korte lichaam dat op een tank leek, en dat was bekleed met een benige bepantsering. Daarmee was het veruit de meest bizarre krokodil die ooit is gevonden. In de afgelopen tien jaar zijn er op Madagascar, tijdens een aantal expedities, meer schedels en botten van deze soort gevonden. Bijna van alle verschillende botten van het dier is nu minimaal één exemplaar beschikbaar voor onderzoek. Daardoor kan het skelet tot in groot detail worden gereconstrueerd en is ook de plaats van Simosuchus clarki in de evolutionaire ontwikkeling van de krokodillen met grote precisie vast te stellen.


Het skelet van Simosuchus clarki
(tekening Lucille Betti-Nash).

Er is nu zoveel materiaal van Simosuchus beschikbaar, het materiaal is dermate goed gefossiliseerd en het dier is zo uitzonderlijk, dat het volgens deskundigen zonde zou zijn om het niet in detail te onderzoeken. Dat is gebeurd en er zijn weinig of geen krokodillen - de recente soorten inbegrepen - die zo diepgaand zijn beschreven. Het eerder genoemde boek vormt daarmee niet alleen een werk over dit fossiele dier dat nog tientallen jaren als standaardwerk zal worden beschouwd, maar kan ook als leidraad dienen voor soortgelijke toekomstige onderzoeken. Aparte hoofdstukken worden gewijd aan de belangrijkste fossiele restanten: de schedel, de ruggegraat, de poten en de bepantsering. Van de schedel en de onderkaak zijn bijzonder goed gefossiliseerde en complete exemplaren aanwezig. Van de best bewaarde schedel zijn hoge-resolutie scans gemaakt die het mogelijk maken om zowel de vorm als de inwendige structuur van de schedel in uitzonderlijk detail te beschrijven, inclusief zelfs de loop van de kleinste zenuwen en bloedvaten.

Die uitzonderlijke details mogen echter niet afleiden van het grotere geheel. Simosuchus clarki was als dier immers ook heel uitzonderlijk. Met zijn lengte van ca. 70 cm, zijn lompe vorm, zijn stompe kop en de kortste staart van alle bekende krokodil-achtigen was hij bepaald niet geschikt om plotseling ‘uit het niets’ een prooi langs de waterkant te verrassen. Hij leefde op het land, en hij kan niet erg snel zijn geweest. Dat maakt hem tot een slechte jager. Maar zijn korte onderkaak met bladvomige tanden wijst er dan ook op dat hij waarschijnlijk vooral planten at. Dat past bij zijn leefmilieu, dat uit een semi-aride grasland bestond. In dat gras verborg hij zich waarschijnlijk voor jagers uit die tijd zoals Majungasaurus. Kortom, het was een heel ander dier dan de huidige krokodillen en alligators. Die kunnen dan ook moeilijk worden beschouwd als niet of nauwelijks veranderde afstammelingen. Daarmee wordt hun ‘status’ als levend fossiel dan ook dubieus.

Referenties:
  • Krause, D.W. & Kley, N.J. (red.), 2010. Simosuchus clarki (Crocodyliformes: Notosuchia) from the Late Cretaceous of Madagascar. Society of Vertebrate Paleontology Memoir 10 - supplement to the Journal of Vertebrate Paleontology 30 (6), 236 blz.

Illustraties: Stony Brook University, Stony Brook, NY (Verenigde Staten van Amerika).

1136 Aardmagnetisch veld varieerde 40% in sterkte binnen 30 jaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie ! Klik hier voor alle artikelen over Geofysica ! Klik hier voor alle artikelen over Mineralen !


Locatie van Timna.

Bij de Israelische plaats Timna liggen de restanten van een kopermijn waar de Egyptenaren al zo’n 1000 jaar voor Christus koper wonnen door het kopererts dat daar in aders voorkomt te smelten. Bij dat proces blijven, net als bij de verwerking van ijzererts, grote hoeveelheden slakken achter. Die werden bij Timna op grote afvalbergen gestort. Die afvalbergen blijken een archief van onverwachte veranderingen van het aardmagnetisch veld te bevatten.


Het groengekleurde kopererts.


Een prachtig ontwikkelde paddestoelrots
in het mijngebied.


Bij het smelten van het kopererts, waarin ook veel ijzer voorkomt, loopt de temperatuur zo hoog op dat ook de aanwezige ijzerhoudende mineralen zich vrij kunnen gaan bewegen in de gesmolten massa. Wanneer die massa vervolgens snel afkoelt, richten de magnetische mineralen zich overeenkomstig het dan heersende aardmagnetisch veld. Dat is in feite hetzelfde proces dat optreedt wanneer lava met magnetische mineralen een vulkaan uitstroomt en snel stolt. Op dat proces berust in wezen onze totale kennis van het paleomagnetisme, met zijn gegevens over onder meer continentverschuiving en het veranderen van het aardmagnetisch veld.


Ruïnes van voorraadkamers en andere
gebouwen uit de tijd van de Egyptische mijnbouw.


Restanten van een van de oude smeltovens.


Uit dergelijke ‘vulkanische’ gegevens was, mede op basis van theoretische modellen, al bekend dat de sterkte van het aardmagnetisch veld fluctueert, en dat er zo’n 3000 jaar geleden een piek in de intensiteit van dat veld is opgetreden. De ‘vulkanische’ gegevens uit die tijd zijn echter relatief schaars, zodat er nog veel onduidelijk was. Die gegevens zijn nu in grote hoeveelheden verkregen door het onderzoek van de slakken uit de oude storthopen bij de mijn van Timna.

Tot nu toe werd op basis van de bestaande gegevens aangenomen dat de intensiteit van het aardmagnetisch veld in de loop van een eeuw tot zo’n 16% kan fluctueren. De gegevens van Timna wijzen er echter op dat er veel grotere fluctuaties kunnen voorkomen. Dat blijkt uit de gemeten variaties, waarbij de veranderingen in tijd konden worden bepaald doordat de storthopen ook materiaal zoals graankorrels, menselijk haar en resten van druiven en dadels bevatten, die met koolstof-14 konden worden gedateerd. Omdat er ook soortgelijke gegevens beschikbaar zijn over de mijnen van Khirbat en-Nahas in het noordoosten van Jordanië, kon zo een zeer gedetailleerd beeld van de veranderingen in het aardmagnetisch veld worden vastgesteld voor de periode van 3050 tot 2870 jaar geleden.

Het blijkt dat het aardmagnetisch veld in deze 180 jaar twee keer plotseling zeer veel sterker werd, eenmaal ongeveer 2990 jaar geleden en een tweede maal omstreeks 2900 jaar geleden. In beide gevallen nam de intensiteit minstens 40% toe - en daarna weer af - in een periode van niet meer dan ongeveer 30 jaar. Dit betekent dat de fluctuaties 5-10 maal zo snel gingen als tot nu voor mogelijk werd gehouden.


Secties door de hopen slakken van de mijn bij Timna.

Referenties:
  • Shaar, R., Ben-Yosef, E., Ron, H., Tauxe, L., Agnon, A. & Kessel, R., 2011. Geomagnetic field intensity: How high can it get? How fast can it change? Constraints from Iron Age copper slag. Earth and Planetary Science Letters 301, p. 297-306.

Lijntekeningen uit het aangehaalde artikel. Foto’s: BibleWalks.com.

1137 Ediacara-fauna leefde in zeeën met ‘recente’ watertemperatuur
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

De merkwaardige Ediacara-fauna (zie o.a. Geonieuws 591, 599, 986 en 1007), waarvan overigens nog steeds omstreden is of het wel om dieren gaat of om organismen die noch in het dierenrijk, noch in het plantenrijk thuishoren, leefde op, vlakbij of vastgehecht aan de zeebodem. Wat de temperatuur van het zeewater is geweest, was tot nu toe niet bekend, al is het vrijwel zeker dat die niet overal hetzelfde was, want de Ediacara fauna is op tal van plaatsen gevonden die destijds (635-542 miljoen jaar geleden) ver uit elkaar lagen, op verschillende breedtegraden.

De meeste specialisten vermoeden dat de temperatuur van het water van de oceanen verminderde van gemiddeld ca. 70 ̊C zo’n 3,5 miljard jaar geleden tot omstreeks 20 ̊C ongeveer 800 miljoen jaar geleden; dat vermoeden is echter vooral op theoretische overwegingen gestoeld en op schaarse metingen van de verhouding tussen de isotopen O-18 en O-16 en de isotopen Si-30 en Si-28 in marien gevormde vuursteen van vlak voor het begin van het Cambrium. De zo gevonden waarden voor de watertemperatuur zijn echter per definitie indirect bepaald.


Locatie (ster) van het onderzoeksgebied
in Sichuan.


‘Artist impression’ van de zeebodem
met Ediacara-fauna.


De interesse in de temperatuur van het zeewater gedurende het naar de Ediacara-fauna genoemde Ediacaran (635-542 miljoen jaar geleden) berust op het feit dat de temperatuur van het zeewater van groot belang is voor het leven, althans voor het leven zoals wij dat kennen. Hoger ontwikkelde mariene dieren kunnen slecht tegen een watertemperatuur van boven de 30-35 ̊C omdat dan de afgifte van lichaamswarmte moeilijk wordt. Ook bij de ongewervelde dieren van enig formaat geldt hetzelfde, zij het in lichtere mate. Verder blijkt dat bij een watertemperatuur van 45 ̊C of hoger er niet voldoende zuurstof in het water is opgelost voor de ademhaling van mariene fauna. Juist omdat het nog steeds onduidelijk is hoe de Ediacara-fauna precies functioneerde, is het dus van groot belang om te weten of deze “fauna” leefde bij temperaturen boven of onder de 45 ̊C.

Er is nu een methode gevonden om de temperatuur van het zeewater gedurende het Ediacaran direct te meten. Ongeveer 700 miljoen jaar geleden begonnen namelijk de eerste mariene zoutafzettingen te ontstaan. Tot ongeveer 500 miljoen jaar geleden gebeurde dat slechts sporadisch, maar er zijn toch een paar van deze zoutvoorkomens bewaard gebleven. Van een van die voorkomens zijn via een boring in de Chinese provincie Sichuan monsters verkregen van een niveau dat kan worden gecorreleerd met de Dengying-Formatie, die gedateerd is als 551-542 miljoen jaar oud (dus jonste Ediacaran). In dit steenzout komen insluitsels voor met zeewater uit de tijd dat het zout chemisch neersloeg. Deze insluitsels zijn onderzocht, waarbij bleek dat de temperatuur van het zeewater destijds ongeveer even hoog moet zijn geweest als gemiddeld in de tropen gedurende het Phanerozoïcum.


Spriggina is een van de
karakteristieke vertegenwoordigers
van de Ediacara-fauna.

De onderzochte vloeistofinsluitsels
in het steenzout.


De conclusie die hieruit getrokken kan worden is dat het zeewater gedurende het Ediacaran voldoende zuurstof moet hebben bevat om op zuurstof gebaseerd leven mogelijk te maken voor grote ongewervelde organismen (in de Ediacara-fauna kwamen organismen voor van meer dan een meter groot). Dit bewijst uiteraard niet dat de Ediacara-fauna ademde op een wijze die vergelijkbaar is met het huidige leven, maar het is wel een aanwijzing dat de in het Precambrium geleidelijk dalende temperatuur van het zeewater voldoende laag was geworden om genoeg zuurstof voor leven te bevatten. Daarmee is mogelijk ook een verklaring gevonden voor het plotseling optreden van deze (zich aanvankelijk overigens slechts langzaam ontwikkelende) merkwaardige organismen.

Referenties:
  • Menga, F., Nia, P., Schiffbauer, Yuan, X., Zhou, C., Wang, Y. & Xi, M., 2011. Ediacaran seawater temperature: evidence from inclusions of Sinian halite. Precambrian Research 184,p. 63-69.

Kaart en foto insluitsels uit het aangehaalde artikel.

1138 Ook de maan heeft een kern
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Lang is gedacht dat de maan geen kern kon hebben omdat de relatief snelle afkoeling van dit kleine hemellichaam daarvoor onvoldoende tijd zou hebben geboden. De laatste jaren raakten echter steeds meer onderzoekers ervan overtuigd dat er wel degelijk een kern moest zijn. Dit blijkt nu juist te zijn, dankzij de toepassing van een nieuwe techniek waarmee oude seismische gegevens van de maan (verkregen via de seismische proeven die bij de vluchten met de Apollo tussen 1969 en 1972 werden uitgevoerd) opnieuw werden geanalyseerd.


De maan lijkt vanaf de aarde weinig
op onze planeet.


In doorsnede blijkt de maan veel op
de aarde te lijken.


Volgens het onderzoeksteam dat de Apollo-gegevens opnieuw heeft geanalyseerd, heeft de maan, net als de aarde, een ijzerrijke kern. En die bestaat, net als de aardkern, uit een vaste binnenkern en een vloeibare buitenkern. Alleen is de maankern veel kleiner: de straal van de binnenkern is ongeveer 240 km, en die van de buitenkern ongeveer 90 km. Tussen de buitenkern en de maanmantel bevindt zich nog een gedeeltelijk opgesmolten zone van zo’n 150 km in dikte. Dat dit niet eerder kon worden vastgesteld aan de hand van de al vele jaren beschikbare gegevens komt doordat de seismogrammen erg veel ‘ruis’ bevatten ,dat een enigszins betrouwbare analyse onmogelijk maakte. Dat betekende ook dat het onduidelijk was waaruit een eventuele maankern zou bestaan.


Tijdens de landingen op de maan
(Apollo-vluchten) werden diverse
seismische proeven uitgevoerd.


Door afzonderlijke seismogrammen
te combineren en daarna te filteren
werd een beeld van de inwendige opbouw
van de maan verkregen.


Renee Weber van NASA's Marshall Space Flight Center hield zich al geruime tijd met dit probleem bezig, maar kwam er niet goed uit. Dat kwam onderzoekers van de Universiteit van Arizona ter ore en zij suggereerden dat een techniek die wordt aangeduid als “array processing” uitkomst zou kunnen bieden. Dit is een methode waarbij een grote hoeveelheid seismische gegevens op een speciale manier aan elkaar wordt gekoppeld, waarna ze in hun totaliteit worden geanalyseerd. Op deze manier kunnen ook uiterst zwakke signalen worden onderkend die bij gewone analyse in de ‘ruis’ verloren gaan. Met behulp van deze verbeterde seismische data kon niet alleen de diepte van de lagen die de seismische signalen terugkaatsten (bijv. de grens tussen kern en mantel van de maan) worden vastgesteld, maar ook kon de samenstelling en aard (vast of vloeibaar) van de lagen op diverse dieptes worden bepaald.

Zo kon worden vastgesteld dat het binnenste van de maan een grote structurele gelijkenis vertoont met het binnenste van de aarde. Het blijkt bijvoorbeeld dat de maankern een klein percentage lichte elementen zoals zwavel bevat; de aardkern bevat ook enig zwavel, samen met onder meer zuurstof.


Mede-onderzoekster Patty Lin met
maanmeteoriet Northwest Africa 5000.

Referenties:
  • Weber, R.C., Lin, P.-Y., Garnero, E.J., Williams, Q. & Lognonné, Ph., 2011. Seismic detection of the lunar core. Science 331, p. 309-312.

Foto Patty Lin (Tom Storey): Arizona State University; foto Apollo-landing: NASA.

1139 ‘Snowball Earth’ had ijsvrije plaatsen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

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

Gedurende het Cryogenian (850-635 million jaar verleden), de precambrische era net voor het eerste ontstaan van de complexe levensvormen van het Ediacaran (zie Geonieuws 500, 1109), traden enkele zeer koude ijstijden op (zie Geonieuws 609). Volgens sommige onderzoekers werd de gehele aarde toen, inclusief de oceanen in de tropen, bedekt met een dikke laag ijs; vandaar de term ‘Snowball Earth’. Volgens anderen was er niet overal een dikke, stevige ijslaag, maar ging het op sommige plaatsen om een waterige ijsmassa (‘Slushball Earth’). Op basis van biologische, sedimentologische en enkele andere overwegingen ben ik overigens al enkele jaren geleden tot de (gepubliceerde) conclusie gekomen dat in de oceanen ijsvrije gebieden moeten zijn geweest. Die opvatting is nu bevestigd in een onderzoek waaruit blijkt dat er zelfs gedurende de meest uitgesproken ijstijd - die van het Sturtian (omstreeks 700 miljoen jaar geleden) - op zee ijsvrije gebieden zijn geweest.


Zo zou ‘Slushball Earth’ er
hebben uitgezien.


De Flinders Range in Zuid-Australië’


De onderzoekers komen tot deze conclusie op basis van sedimentaire structuren die ze aantroffen in de mariene Wilyerpa Formatie uit het Sturtian, die voorkomt in het Flinders gebied in zuidelijk Australië. Deze formatie bevat z.g. dropstones (stenen die in zee zijn gevallen vanaf een ijsberg, zee-ijs of een gletsjer die zich tot in zee uitstrekt), wat bewijst dat het om mariene sedimenten gaat die werden afgezet onder een ijsmassa. Dat die ijsmassa de zee niet totaal bedekte, blijkt uit het voorkomen in die sedimenten van zogeheten ‘hummocky’ scheve gelaagdheid, een structuur die ontstaat in de bovenste sedimentlaag onder zeer turbulent water, meestal water dat door stormen heftig in beweging wordt gebracht. Het is uiteraard uitgesloten dat een zeebodem wordt bereikt door golven die door stormen worden geïnitieerd als de zee met ijs is bedekt. Net zoals meren die ‘s winters bevriezen zodat eerst het grove materiaal in het dan rustige water bezinkt, terwijl later ook het fijne slib kan bezinken (wat blijkt uit de gegradeerde warven), kan in een met ijs bedekte oceaan - na een eerste fase met grof sediment - alleen zeer fijn slib bezinken. Is de ijsbedekking langdurig, dan zal er zelfs geen fijn materiaal meer in het water zweven, en zal dus ook geen sedimentatie meer optreden. De aanwezigheid van zandige mariene sedimenten, en de aanwezigheid daarin van de hummocky scheve gelaagdheid is dus een bewijs dat de aarde niet volledig met ijs was bedekt, maar dat er plaatsen geweest moeten zijn (naar alle waarschijnlijkheid vooral op zee) die ijsvrij waren.


De grote ijstijden van het Cryogenian.

Die ijsvrije plaatsen zijn waarschijnlijk ook de plaats geweest waar het eerder ontwikkelde (primitieve) leven in zee gespaard werd voor de uiterst vijandige omstandigheden die zich elders op aarde voordeden. Het is overigens niet denkbeeldig dat de open plekken op zee zorgden dat zuurstof uit de atmosfeer door het zeewater kon worden opgenomen, wat weer de mogelijkheid kan hebben geboden voor levensvormen onder het ijs die geen zonlicht nodig hadden. Het blijft niettemin verrassend dat na de grote neoproterozoïsche ijstijden (het Sturtian werd later nog gevolgd door het Marinoan)
binnen relatief korte tijd de complexe Ediacara-fauna kon ontstaan.


Hummocky scheve-gelaagdheid, een
teken van onrustig water.

Hoe het ook zij, aangenomen moet nu worden dat ‘Snowbal Earth’ een sneeuwbal was met ‘warme’ vlekken, wat wijst op een dynamischere en complexere situatie dan tot nu toe werd verondersteld.


Dropstone uit de Wilyerpa-Formatie.
.

Referenties:
  • Le Heron, D.P., Cox, G., Trundley, A. & Collins, A., 2011. Sea-ice free conditions during the Sturtan glaciation (early Cryogenian), South Australia. Geology 39,p. 31-34.
  • Van Loon, A.J., 2008. Could ‘Snowball Earth’ have left thick glaciomarine deposits? In: Maruyama, S., Santosh, M. (Eds), Snowball Earth to Cambrian explosion. Gondwana Research 14, p. 73-81.

Foto’s van de dropstone en de hummocky scheve gelaagdheid welwillend ter beschikking gesteld door Dan Le Heron, Department of Earth Sciences, Royal Holloway University of London, Egham (Groot-Brittannië).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl