NGV-Geonieuws 21

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Mei 2002, jaargang 4 nr. 9

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 210 Termieten beïnvloeden infiltratie van regenwater door gangenstelsels
  • 211 Groeves in Hongarije omgetoverd in geologisch park
  • 212 Het giftige gesteente van Kärkevagge
  • 213 Vooral klimaat regelt sedimentatie in Rijn/Maas-systeem
  • 214 Ook Mars lijdt onder broeikaseffect

    << Vorige uitgave: 20 | Volgende uitgave: 22 >>

210 Termieten beïnvloeden infiltratie van regenwater door gangenstelsels
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Erosie op het land wordt in sterke mate bepaald door de hoeveelheid bodem die na een regenbui wegspoelt over hellende oppervlakken. Dat wegspoelen vindt nauwelijks plaats als het regenwater direct kan doordringen in de bodem. Dat gaat in het algemeen het best in zandige bodems, maar bij langdurige droogte kunnen de poriën tussen de zandkorrels verstopt raken door fijne stofdeeltjes. Dat gebeurt vaak in droge gebieden, waardoor vooral in de subtropen veel vruchtbare bodems verloren gaan.


TERMIETENHEUVEL

Ook in de Sahel-zone is het wegspoelen van bodems een probleem, met als resultaat de hongersnoden die jarenlang de pers in het westen hebben gehaald, maar die inmiddels zijn vervangen door ander nieuws. Dat betekent echter niet dat afspoeling in de Sahel geen probleem meer is. Twee Franse onderzoekers hebben onderzocht in hoeverre termieten in de Sahel-zone de infiltratie van regenwater kunnen bevorderen. Termieten zijn daar de belangrijkste niet microscopisch kleine diertjes. Ze komen in grote hoeveelheden voor, en bekend is dat ze door hun graafwerkzaamheden de eigenschappen van de bodem beïnvloeden.

De onderzoekers hebben nagegaan onder welke omstandigheden de activiteiten van termieten kunnen leiden tot een grotere wateropname in de bodem. Ze maten daarvoor de regenval gedurende vier jaar op uitgedroogde (met een korst bedekte) bodem. Een deel van die onderzoeksperiode lokten ze termieten door ze via stro een prettiger leefomgeving te bieden. De infiltratie van regenwater in de grond bleek daarbij met een factor 2-3 toe te nemen.

Daarvoor waren overigens wel bepaalde voorwaarden nodig. Hoewel de infiltratie altijd toenam met grotere aantallen termieten, was het effect alleen significant als er minstens 30 gaten waren gegraven per vierkante meter.

Dat er bij zo’n dichtheid plotseling een veel betere infiltratie kon plaatsvinden, kunnen de onderzoekers verklaren op basis van experimenten die ze uitvoerden onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden (onder meer met kunstmatige regen). Het blijkt dat de bodemkorst bij veel activiteit van de termieten als het ware in ongerede raakt, en dat de talrijke openingen als het ware 'valkuilen' vormen voor het afvloeiende regenwater.

Referenties:
  • Léonard, J. & Rajot, J.L., 2001. Influence of termites on runoff and infiltration: quatification and analysis. Geoderma 104, p. 17-40.

Afbeelding uit: http://home.iae.nl/users/slits/australia.htm

211 Groeves in Hongarije omgetoverd in geologisch park
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Ongeveer 70 km ten noordwesten van Boedapest, bij het stadje Tata, is een soort 'geologische tuin' verrezen. Het gaat om een gebied waar oorspronkelijk diverse groeves werden geëxploiteerd in gesteenten van uiteenlopende ouderdom. Meer dan 100 miljoen jaar van het Mesozoïcum is er in een beperkt gebied ontsloten. Het Mesozoïcum is rijk aan fossielen, die al sinds de 19e eeuw door geologen zijn verzameld en bestudeerd. Verder komen er fluviatiele (door rivieren gevormde) afzettingen voor uit het Oligoceen en lacustriene (in een meer gevormde) afzettingen uit het Mioceen. De activiteit van warme bronnen heeft sinds het einde van de laatste ijstijd gezorgd voor travertijnafzettingen. Ook zijn er in het kalksteenrijke gebied tal van grotten uitgesleten door onderaardse rivieren. Om de zaak extra interessant te maken komen er ook nog plaatsen voor waar de prehistorische mens vuursteen heeft opgegraven.

Het zo dicht bij elkaar voorkomen van zoveel interessante aardwetenschappelijke fenomenen is al relatief vroeg onderkend: in 1958 werd een deel van het gebied tot een beschermd geologisch gebied verklaard. Daarna is, vooral dankzij de steun van medewerkers van het Hongaars Geologisch Instituut, stapje voor stapje verder gewerkt aan het gebied, dat in 1969 tot geologisch park werd verklaard. Dat kon mede gebeuren doordat in het gebied steeds meer groeves werden gesloten. In de loop van de zeventiger jaren werd ook de laatste groeve gesloten.

Sindsdien is het park verder ontwikkeld. Daartoe zijn, ten behoeve van het publiek, grote blokken van de meest kenmerkende gesteenten als een soort monolithische beelden opgesteld. Ook is er een tentoonstelling ingericht met de grondstoffen die er zijn gewonnen, maar ook met meer dan 600 plantensoorten uit het park. Dit kon mede gebeuren door de inspanningen die het Bureau voor Natuurbescherming in 1994-1995 hiervoor over had. Zo is een geologisch park ontstaan dat nu als min of meer 'af' kan worden beschouwd.

Het park, dat wordt beheerd door de Eötvös Loránd Universiteit in Boedapest, heeft een oppervlakte van 2,8 hectare. Van april tot oktober is het iedere dag open voor het publiek. Buiten schoolkinderen uit Hongarije zelf wordt het park nu jaarlijks door zo’n 6000-7000 toeristen bezocht.

Referenties:
  • Haas, J. & Hámor, G., 2001. Geological garden in the neighborhood of Budapest, Hungary. Episodes 24, p. 257-261.

212 Het giftige gesteente van Kärkevagge
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

De vegetatie lijdt zichtbaar onder een gifstof die vrijkomt bij de verwering van een speciaal type leisteen bij Kärkevagge, in het Zweedse deel van Lapland. Dat was reeds langer bekend, maar de oorzaak en de omvang waren dat niet. Vier Amerikaanse onderzoekers hebben dit verschijnsel nu systematisch onderzocht, mede omdat de schade aan de vegetatie lokaal groot kan zijn doordat het gesteente gemakkelijk verweert. Opvallend is dat de onderzoekers bij chemische analyse van het gesteente en de bodem daar dichtbij geen stoffen konden vinden die bekend zijn als giftig voor planten.


CHARLES ALLEN UITRUSTEND BIJ EEN VAN ZIJN GIFTIGE STEENBLOKKEN

Uitgangspunt voor het onderzoek vormde een van het moedergesteente losgeraakt steenblok, dat langs de helling omlaag was gerold. Rondom het blok werden monsters genomen van zowel de bodem als van daar groeiende planten. Van de nabijgelegen helling werden vergelijkbare monsters genomen, om zo de specifieke verschillen te kunnen nagaan. Daarbij werd vooral gelet op de hoeveelheid biomassa per oppervlakteeenheid, op de elementen die in de planten werden aangetroffen, en op de bodemvruchtbaarheid.

Bij het onderzoek bleek dat tot op 1,4 m hellingafwaarts van het blok de meeste planten waren afgestorven; effecten op de groei waren tot op 6 m afstand merkbaar. In vergelijking met de referentiemonsters bleken de planten uit de directe omgeving van het leisteenblok verhoogde concentraties te bevatten van de elementen kalium, barium, aluminium, cadmium, selenium en ijzer. Daarentegen hadden ze juist lagere concentraties van calcium, mangaan en barium. De bodem nabij het blok bevatte meer zwavel, cadmium, ijzer en zout, terwijl de zuurgraad en de elementen chloor, fosfor, calcium, magnesium, kalium, barium, nikkel en chroom juist lager waren. Pas ongeveer 10 m hellingafwaarts van het blok waren de chemische samenstellingen van de bodem en de planten weer redelijk gelijk aan die van de omgeving, al waren nog wel enkele effecten merkbaar die op verschillen wezen.

De conclusie van de onderzoekers is dat het mineraal pyriet (zwavelsulfide) in de leisteen verantwoordelijk is voor de giftigheid. Bij verwering van dit mineraal zou door oxidatie zwavelzuur ontstaan. Dat het pyriet in de leisteen bij Kärkevagge in zwavelzuur wordt omgezet, lijkt uitzonderlijk: de leisteen heeft ter plaatse namelijk een soort verweringskorst waarin jarosiet, gips en copiapiet voorkomen; dit zijn mineralen waarvan bekend is dat ze vaak te vinden zijn op plaatsen waar verwering van pyriet optreedt; ook is bekend dat hun vorming wordt versneld door zwavelzuur.

Geologisch gezien is de giftigheid van de leisteen snel merkbaar. Met C-14 is namelijk vastgesteld dat het losse blok zo’n 300 jaar geleden van het moedergesteente moet zijn losgeraakt en langs de helling omlaag gerold. Binnen enkele honderden jaren ontstond hellingafwaarts al een meterslange zone waarin de vegetatie deels afstierf, deels groeiproblemen had.

Referenties:
  • Darmody, R.G., Allen, C.E., Thorn, C.E. & Dixon, J.C., 2001. The poisonous rocks of Kärkevagge. Geomorphology 41, p. 53-62.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Leisteen in Lapland dankt zijn giftigheid aan zwavelzuur' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (29 december 2001).

Afbeelding beschikbaar gesteld door R.G. Darmody, eerder gepubliceerd in Geomorphology.

213 Vooral klimaat regelt sedimentatie in Rijn/Maas-systeem
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Gedurende de laatste honderdduizenden jaren blijken de afzettingen van Rijn en Maas in ons kustgebied vooral bepaald te zijn door het klimaat en nauwelijks - zoals tot nu toe vrij algemeen werd aangenomen - door de fluctuaties van het zeeniveau die in dit tijdsinterval zijn opgetreden. Dat blijkt uit het proefschrift dat Jakob Wallinga op 14 december verdedigde aan de Universiteit van Utrecht. Hij kon tot deze conclusie komen door na te gaan hoe oud de sedimenten in de ondergrond zijn die door deze rivieren zijn afgezet.

Wallinga gebruikte voor die datering de methode van optisch gestimuleerde luminescentie. Daarmee kan worden vastgesteld hoe lang geleden bepaalde sedimentkorrels voor het laatst aan zonlicht blootgesteld zijn geweest (na afzetting worden ze begraven onder jongere pakketten en staan ze dus niet langer bloot aan zonlicht; met de luminescentiemethode wordt dus in gebieden waar zich sedimenten opstapelen vastgesteld wanneer een bepaald pakket werd afgezet). Deze dateringsmethode heeft nogal wat haken en ogen, en de resultaten ervan zijn niet altijd even betrouwbaar geacht. Zo is het vaak betwijfeld of korrels die door een rivier worden meegevoerd wel zoveel zonlicht ontvangen dat hun 'luminescentieklok' op nul wordt gesteld.

Een van de verdiensten van Wallinga’s proefschrift is dat hierin wordt aangetoond dat de methode wel degelijk betrouwbaar is. Hij deed dat onder meer door de methode toe te passen op sedimenten waarvan uit historische bronnen de ouderdom bekend was. In andere gevallen vergeleek hij de met luminescentie verkregen resultaten met die van C-14 bepalingen. Omdat de resultaten goed met elkaar overeenstemden, kon Wallinga ervan uit gaan dat zijn methode ook voor oudere sedimenten betrouwbaar was. Die kon hij niet dateren C-14, want die methode is slechts echt betrouwbaar voor ouderdommen tot enkele tienduizenden jaren.

Door de voldoende betrouwbaarheid van zijn methode was Wallinga in staat niveaus in boorkernen te dateren. Door die niveaus uit verschillende boorkernen met elkaar te vergelijken, kon hij vaststellen waar en wanneer de Rijn en Maas afzettingen vormden gedurende de laatste twee ijstijden (Saalien en Weichselien), de warmere tijd (Eemien) daartussen, en de huidige warmere tijd (Holoceen) sinds de laatste ijstijd.

De Rijn en Maas zouden, naar tot nu toe werd aangenomen, in hun hele benedenstrooms gebied gelijktijdig afzettingen vormen. Dat blijkt niet het geval te zijn geweest: de afzettingen variëren van plaats tot plaats. Ook het beeld dat de insnijdingen (die direct samenhangen met de gedurende de ijstijden veel lagere zeespiegelstand) weer gelijktijdig worden opgevuld, blijkt niet correct. Omdat de kustlijn tijdens lage zeespiegelstanden zo ver weg lag (tot ver voorbij de westkust van Engeland), hadden fluctuaties in het zeeniveau dan geen enkele invloed op de rivieren in ons land. Bij een hoge zeespiegelstand, waarbij de kust van Nederland weer aan de Noordzee grensde, was die invloed er wel. Er werden dan ook in de warmere perioden veel sedimenten afgezet, maar die blijken erg gevoelig voor nieuwe temperatuurdalingen. Bij het begin van een nieuwe ijstijd worden ze door de zich dan opnieuw insnijdende rivier weer gemakkelijk geërodeerd.

Referenties:
  • Wallinga, J., 2001. The Rhine-Meuse system in a new light: optically stimulated luminescence dating and its application to fluvial deposits. Proefschrift Utrecht / Nederlandse Geografische Studies 290, 180 pp.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Sedimentatie in Rijn en Maas vooral bepaald door klimaat' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (5 januari 2002).

214 Ook Mars lijdt onder broeikaseffect
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

Dankzij de ruimtevaart beschikken we momenteel over een niet meer door mensen alleen te bewerken hoeveel gegevens over Mars. De ongeveer3 terabits aan gegevens (driemaal een miljoen maal een miljoen bits) kunnen alleen nog met computers worden verwerkt. Dat die enorme hoeveelheid gegevens veel verrassende resultaten opleveren, is dus niet eens zo bijzonder. Wel bijzonder is de aard van sommige van die resultaten. Zo lijkt Mars, net als de aarde, een grote klimaatverandering te ondergaan. Dat gebeurt vooral onder invloed van een sterke toename van koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer, hetzelfde gas dat door een deel van de wetenschappers en bijna alle politici wordt gezien als een gas dat een belangrijke bijdrage levert aan de opwarming van de aarde via het zogeheten broeikaseffect.


MARS GLOBAL SURVEYOR

We kunnen rustig uitsluiten dat Marsmannetjes door het verstoken van fossiele brandstoffen verantwoordelijk zijn voor de toename van de concentratie koolzuurgas in hun atmosfeer, die overigens zo’n honderdmaal ijler is dan de onze. Koolzuurgas is veruit de belangrijkste component van de Marsatmosfeer. Het gehalte neemt door verdamping van koolzuursneeuw toe tijdens de lente en zomer op Mars, wanneer het warmer wordt. Bij dalende temperaturen (het is er overigens altijd veel kouder dan op aarde vanwege de veel grotere afstand tot de zon) valt het weer in de vorm van koolzuursneeuw in de poolstreken neer.

Met behulp van apparatuur aan boord van de Mars Global Surveyor hebben onderzoekers de dikte van de koolzuursneeuw op verschillende breedtegraden gemeten. Andere onderzoekers hebben met behulp van andere apparatuur aan boord van hetzelfde ruimtevaartuig de veranderingen op de zuidpool van Mars geregistreerd, waarbij onder meer het terugtrekken van de ijskap in beeld werd gebracht.

Het blijkt dat in warmere perioden veel meer CO2 sublimeert (overgaat uit vaste toestand in gas) dan tot nu toe werd aangenomen. Dat houdt in dat de 'poolijskappen' als het ware steeds verder afsmelten en dat de atmosfeer (voor zover Mars die weet vast te houden) steeds meer koolzuurgas gaat bevatten. Dat koolzuurgas zou op zijn beurt dan weer bijdragen aan verdere opwarming, waardoor de poolkappen nog verder zouden kunnen gaan afsmelten.

Het is niet uit te sluiten dat afsmelting en vorming van koolzuurijs op Mars per jaar sterk verschilt. Waarom dat het geval zou zijn, is onbekend. Daarom lijkt het vooralsnog waarschijnlijker dat ook Mars momenteel een klimaatverandering ondergaat. Dat moet dan met astronomische factoren te maken hebben (bijv. een toename van de hoeveelheid ontvangen zonnewarmte). Als die factoren een dergelijke invloed op Mars hebben, dan moeten ze ook op de dichter bij de zon staande aarde een rol spelen. Dat zou dan in overeenstemming zijn met de opvatting van veel aardwetenschappers dat het huidige broeikaseffect op aarde eerder een gevolg is van natuurlijke ontwikkelingen (zie bijv. Geonieuws 204) dan van menselijke activiteit.

Referenties:
  • Malin, M.C., Caplinger, M.A. & Davis, S.D., 2001. Observational evidence for an active surface reservoir of solid carbon dioxide on Mars. Science 294, p. 2146-2148.
  • Paige, D.A., 2001. Global change on Mars? Science 294, p. 2107-2108.
  • Smith, D.E., Zuber, M.T. & Neumann, G.A., 2001. Seasonal variations of snow depth on Mars. Science 294, p. 2141-2146.

Afbeelding JPL/NASA beschikbaar gesteld door D.A. Page, eerder gepubliceerd in Science.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl