NGV-Geonieuws 28

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 September 2002, jaargang 4 nr. 16

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 245 Erosie gaat soms extreem langzaam
  • 246 Afschuiving van Kilauea in zee
  • 247 Dino’s liepen in veelsoortige kuddes rond
  • 248 Atmosferische circulatie boven land tijdens ijstijd anders dan gesuggereerd door oceanische gegevens
  • 249 Smokkel fossielen ongedaan gemaakt

    << Vorige uitgave: 27 | Volgende uitgave: 29 >>

245 Erosie gaat soms extreem langzaam
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

In het algemeen geldt dat erosie sterker is naarmate een gesteentepakket hoger uitsteekt boven zijn omgeving. Voor bijv. de Himalaya’s wordt een erosiesnelheid aangenomen van plaatselijk enkele centimeters per jaar. Op minder uitspringende rotsmassa’s, zoals die bijvoorbeeld voorkomen op de oude Precambrische schilden, ligt de erosiesnelheid vaak op ongeveer een millimeter per jaar. Dat duidelijk boven het landschap uitstekende rotspartijen relatief snel geërodeerd worden, blijkt echter lang niet altijd op te gaan. Twee Amerikaanse onderzoekers hebben onderzoek verricht waaruit blijkt dat de erosie van zulke rotsmassa’s soms zelfs uitzonderlijk langzaam verloopt. Ze deden dat via onderzoek van enkele Australische inselbergs (dat zijn delen van een gebergte die door erosie van het gebergte geďsoleerd zijn geraakt, en zo als het ware bergtoppen vormen in de vlakte die zich door erosie voor het gebergte heeft ontwikkeld).

De snelheid waarmee de inselbergs ter plaatse - die al zo’n 100 miljoen jaar bestaan - zijn geërodeerd, kon niet direct worden vastgesteld, omdat het geërodeerde materiaal voor het grootste deel via waterstromen is afgevoerd, en omdat dergelijk erosiemateriaal ook niet of nauwelijks is te dateren. De onderzoekers gebruikten daarom een bijzondere methode: ze maten de hoeveelheid deeltjes die door het altijd doorgaande 'bombardement' van kosmische straling in het gesteente aanwezig was. Het gaat daarbij vooral om de isotopen beryllium-10 en aluminium-26.

De onderzoekers wisten hoeveel van dergelijke deeltjes in het gesteente van oorsprong aanwezig waren: dat konden ze vaststellen aan de hand van gesteentemonsters afkomstig van plaatsen die niet aan het kosmische bombardement blootgesteld waren. Door daarnaast 61 monsters te analyseren van plaatsen die volledig aan het kosmische bombardement blootstaan, konden ze vaststellen hoeveel van dergelijke deeltjes in het gesteente moeten worden toegeschreven aan de werking van de kosmische straling. Omdat de hoeveelheid van deze deeltjes in de kosmische straling bekend is, konden ze ook vaststellen hoelang de gesteenten aan de kosmische straling blootgesteld waren geweest.

Uit de analyse bleek dat de gesteenten (granieten) niet voldoende kosmische deeltjes bevatten om aan te nemen dat ze gedurende hun hele bestaan aan kosmische straling blootgesteld waren geweest: er waren kosmische deeltjes 'verdwenen'. Dat kan alleen worden verklaard door aan te nemen dat er toch, langzaam maar zeker, steeds materiaal van de buitenkant van het graniet wordt geërodeerd. Het 'tekort' aan kosmische deeltjes is ook een maat voor de snelheid waarmee die erosie plaatsvindt. Die blijkt in de orde van grootte te liggen van 0,3 mm per jaar, een van de laagst bekende waarden op aarde.

Hoewel deze erosiesnelheid zeer gering is, zou hij toch betekenen dat de inselbergs in de loop van hun bestaan volledig zouden moeten zijn afgesleten tot het niveau van hun omgeving. Dat is niet gebeurd. De verklaring hiervoor is dat die omgeving (een vlakte) aan een even snelle erosie blootstaat, waardoor het hoogteverschil tussen inselbergs en vlakte voortdurend in stand is gebleven. Het is zelfs niet uit te sluiten dat de vlakte iets sneller wordt geërodeerd dan de inselbergs, waardoor die als het ware steeds verder boven de vlakte zijn uitgegroeid.

Referenties:
  • Biermann, P.R. & Caffee, M., 2002. Cosmogenic exposure and erosion history of Australian bedrock landforms. Geological Society of America Bulletin 114, p. 787-803.

246 Afschuiving van Kilauea in zee
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Op 8 november 2000 schoof een kilometers groot fragment van de vulkaan Kilauea (Hawaii) de zee in. Het was een verplaatsing van niet meer dan ongeveer 8 cm. Maar het ging wel om een stuk van ca. 20 km lang en 10 km breed, met een gemiddelde dikte van ook nog eens zo’n 10 km. In totaal bewoog er dus een massa van ongeveer 2000 kubieke kilometer. Dat is een onvoorstelbare massa. Velen hebben de indrukwekkende instorting gezien van de krater van Mount St. Helens, enkele jaren geleden. Die indrukwekkende afschuiving is op video vastgelegd (onder meer te bezichtigen in het bezoekerscentrum bij die vulkaan). Het ging daarbij echter 'slechts' om zo’n drie kubieke kilometer die afgleed. Niet meer dan 0,15% van de massa die bij de Kilauea in beweging kwam.


EEN DEEL VAN DE IN ZEE WEGGEZAKTE FLANK VAN DE KILAUEA

Veel vulkanen vertonen op een zeker moment afglijdingen. Nieuwe lavastromen maken de vulkaan steeds hoger, en steeds steiler, waardoor de hellingen op den duur instabiel worden. De onderzoekers vermoeden dat het afglijden van een stuk van de Kilauea op gang werd gebracht doordat het negen dagen eerder heftig had geregend: er viel toen in korte tijd een meter regen. Daardoor was de bodem met water verzadigd geraakt. Afglijdingen treden dan gemakkelijk op. Bovendien was de kraterpijp van de vulkaan door de zware regenval met water gevuld geraakt. Dat veroorzaakte een buitenwaarts gerichte druk op de flanken van de vulkaan die waarschijnlijk ook aan het proces heeft bijgedragen. Dat kon des te gemakkelijker omdat er reeds een breuklijn in de flank bestond.

Abrupt afglijden kan catastrofale gevolgen hebben. Als een grote massa materiaal plotseling in zee schuift, ontstaat er namelijk een vloedgolf. Bij de Kilauea gebeurde het afschuiven, zoals vastgesteld door een team van Amerikaanse aardwetenschappers, zo langzaam (het nam 36 uur om de totale verschuiving van 8 cm te bereiken) dat er nauwelijks een effect in zee was waar te nemen. Maar als het een afschuiving was geweest die zo snel ging als bij Mount St. Helens, dan had er een vloedgolf van tussen de 10 en 20 m hoog kunnen ontstaan. Degelijke vloedgolven kunnen ook optreden bij aardbevingen; ze hebben in de loop der tijd in kustgebieden vele duizenden doden geëist. De vraag is nu natuurlijk of er nog verdere afschuivingen te verwachten zijn; het ziet er op het eerste gezicht schrikbarend uit, want in de omgeving van Hawaii liggen op de zeebodem zo’n zeventig gebieden waar afgegleden materiaal van vulkanen terecht is gekomen. Volgens Steven Ward (Universiteit van California) vindt een grote afschuiving zoals die van 2000 gemiddeld slechts eenmaal per 10.000 jaar plaats.

Referenties:
  • Cervelli, P., Segall, P., Johnsdon, K., Lisowski, M. & Miklius, A., 2000. Sudden aseismic fault slip on the south flank of Kilauea volcano. Nature 415, p. 1014-1018.
  • Ward, S.N., 2000. Slip-sliding away. Nature 415, p. 973-974.

Afbeelding is van Peter Cervelli, Stanford University.

247 Dino’s liepen in veelsoortige kuddes rond
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Julia Day, Paul Upchurch en David Norman van de Universiteit van Cambridge hebben, samen met Andrew Gale van de Universiteit van Greenwich en Philip Powell van het Museum voor Natuurlijke Historie van de Universiteit van Oxford opmerkelijke sporen van plantenetende dinosauriërs gevonden. Ze deden hun ontdekking in de White-Limestone Formatie (163 miljoen jaar oud, Midden-Jura) in een groeve in Oxfordshire (Engeland). Het opmerkelijke van hun vondst is dat uit de sporen kan worden opgemaakt dat verschillende soorten dinosauriërs gezamenlijk kuddes vormden.

De onderzoekers troffen veertig kortere en langere sporen aan, die tot ruim 180 m lang waren. Die hadden de dino’s achtergelaten op een modderig strand. Omdat op een dergelijk strand bij nieuw hoogwater alle eerdere sporen worden uitgewist - tenzij ze, zoals in dit geval, door bijzondere omstandigheden al snel konden fossiliseren - moeten die sporen vrijwel tegelijk zijn ontstaan. En dat kan niet gebeurd zijn doordat de dino’s op het strand heen en weer liepen, want alle sporen wijzen in dezelfde richting. De onderzoekers concluderen daaruit dat het om een kudde moet zijn gegaan die langs het strand trok.

Uit de afdrukken leiden de onderzoekers af dat het moet zijn gegaan om zogeheten sauropoden, een groep grote dinosauriërs. Er moeten minimaal twee verschillende typen dino’s binnen de kudde aanwezig zijn geweest. Dat concluderen ze op grond van de vorm. Een eerste type afdrukken is D-vormig en vertoont naar buiten gerichte tenen, waarvan de eerste - in tegenstelling tot de andere tenen - ging klauw lijkt te hebben bezeten. De linker- en rechterpoten stonden ver uiteen, de achterpoten (waarvan betrekkelijk weinig afdrukken werden gevonden omdat het gewicht daar kennelijk minder zwaar op rustte dan op de voorpoten) nog meer dan de voorpoten. Bij het tweede type zijn de afdrukken elliptisch en moet de eerste teen wel een klauw hebben gehad; de linker- en rechterpoten staan dicht bij elkaar.

Op basis van deze pootafdrukken konden de onderzoekers niet vaststellen om welke soort het ging. Het laatstgenoemde type sporen is zo gewoon bij sauriërs dat er eigenlijk helemaal niets over te zeggen valt. Het eerste type kan echter volgens de onderzoekers, vanwege het ver uiteen neerzetten van de linker- en rechterpoten, mogelijk worden toegeschreven aan vertegenwoordigers van de Titanosauriërs, een groep van - zoals de naam al aangeeft - grote afmetingen.

Dat verschillende soorten gezamenlijk in kuddes optrokken, is een nieuw gegeven, al werd daarover wel eerder gespeculeerd. Grote kuddes kunnen immers meer weerstand bieden aan roofdieren (er zijn in de nabijheid ook enkele sporen van vleesetende dino’s aangetroffen). De dino’s volgden op hun tocht door hun gevaarlijke 'Jurassic Park' dus in feite dezelfde tactiek als de boeren die in vroeger tijden door indianenland naar het Wilde Westen reden. Alleen liep deze kudde niet naar het westen, maar naar het noorden.

Referenties:
  • Day, J.J., Upchurch, P., Norman, D.B., Gale, A.S. & Powell, H.Ph., 2002. Sauropod trackways, evolution and behavior. Science 296, p. 53-62.

248 Atmosferische circulatie boven land tijdens ijstijd anders dan gesuggereerd door oceanische gegevens
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Analyse van de karakteristieken van duinen in Oman door drie Zwitserse geologen toont aan dat de mondiale circulatiepatronen in de atmosfeer tijdens de laatste 160.000 jaar anders waren dan tot nu toe werd aangenomen op basis van gereconstrueerde veranderingen in oceanische circulatiepatronen. Voor de huidige en toekomstige leefbaarheid van grote gebieden (waarvan het Arabisch Schiereiland slechts een beperkt deel uitmaakt) is dat belangrijk, omdat van dit circulatiepatroon afhangt hoe de luchtvochtigheid en de neerslag veranderen wanneer door wereldwijde klimaatveranderingen de Intertropische Convergentiezone (die de moessons mede bepaalt) van positie verandert, zoals dat ook tijdens het IJstijdvak herhaaldelijk lijkt te zijn gebeurd.

De moesson in het gebied van de Indische Oceaan bepaalt nog net de windcirculatie in het gebied waar Oman ligt, maar de regenval wordt er in Oman niet of nauwelijks meer door beďnvloed. De moesson zorgt er in de zomer nu voor een serie opeenvolgende lagedrukcellen die gepaard gaan met relatief veel wind uit het zuidwesten, terwijl er in de winter juist doorlopend een hogedrukgebied ligt met geringe wind. Hoe de moesson het klimaat in Oman in de laatste ijstijd beďnvloedde, werd eerder onder meer gereconstrueerd op basis van veranderende intensiteiten van opwellend water in die zee, alsook op basis van de vondst van stuifmeel (in boorkernen) dat tijdens de ijstijd met de wind werd meegevoerd naar de toen drooggevallen Arabische Zee; die reconstructies wezen op zomer- en wintermoessons, die toen niet vooral (zoals nu) uit het zuidwesten kwamen, maar hoofdzakelijk uit het noordwesten. De omstandigheden boven land blijken nu echter veel beter te kunnen worden gereconstrueerd op basis van geologische karakteristieken die te danken zijn aan atmosferische processen (waaronder een overheersende windrichting) boven het land zelf, die onder meer bewaard zijn gebleven in de opbouw van woestijnduinen.


WOESTIJNDUIN

Voor analyse van die duinen kozen de onderzoekers de Wahiba Sands, een gebied van zo’n 10.000 km2, dat zich over een lengte van 100-200 km uitstrekt tussen de kust en het Oman-gebergte. De duinen reiken er in het noorden tot ongeveer 150 m hoog. Uit de samenstelling van de korrels in de duinen blijkt dat veel materiaal is aangevoerd tijdens een ijstijd, toen door de veel lagere zeespiegel een deel van de Perzische Golf was drooggevallen en door winderosie werd aangetast. Op basis van datering via thermoluminescentie blijkt dat dit vooral gebeurde tijdens het zogeheten Laat Glaciale Maximum (ca. 25.000-15.000 jaar geleden). Er werden ook zes bodems aangetroffen; die werden gevormd tijdens perioden met meer neerslag, zodat zich vegetatie kon ontwikkelen. De eerste periode met nattere tijden (van elk enige honderden tot enige duizenden jaren) moet hebben geduurd van zo’n 160.000-140.000 jaar geleden. Soortgelijke ontwikkelingen vonden ook enkele malen later plaats.

Deze observaties leidden tot de volgende reconstructie. Tijdens de diverse ijstijden van het Pleistoceen diende de toen drooggevallen Perzische Golf als bron van zand dat met de wind werd meegevoerd naar het Arabisch Schiereiland. Stof werd via de troposfeer duizenden kilometers meegevoerd, vooral onder invloed van een NW-ZO georiënteerde straalstroom die gedurende de winter over de hogedrukcel boven noordelijk Oman liep of gedurende de zomer over de moesson-inversie. Dit atmosferisch circulatiepatroon, dat volgens de Zwitserse onderzoekers representatief is voor grote landgebieden tijdens de ijstijd, week dus boven land sterk af van wat eerder op basis van oceanische gegevens werd verondersteld.

Referenties:
  • Preusser, F., Radies, D. & Matter, A., 2002. A 160,000-year record of dune development and atmospheric circulation in southern Arabia. Science 296, p. 2018-2020.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Landklimaat beter af te lezen aan duinen dan aan oceanen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (22 juni 2002).

Afbeelding met toestemming van Travelmarker

249 Smokkel fossielen ongedaan gemaakt
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het ging maar liefst om veertien ton. Veertien ton aan fossielen die China waren uitgesmokkeld naar de Verenigde Staten. En het ging niet om zomaar wat fossielen, maar om heel bijzondere exemplaren, met onder meer een 225 miljoen jaar oude, 4-5 m lange ichthyosauriër en, misschien nog zeldzamer, stukken steen van gelijke ouderdom met een groot aantal crinoďden (zeelelies) waarvan zowel de stelen als de kelken uitzonderlijk goed bewaard zijn gebleven. Verder zaten er bij de partij tien exemplaren van het mariene reptiel Keichosaurus, alsook diverse vissen.

Deze enorme hoeveelheid (110 stuks) prachtige fossielen werden vorig jaar juni in San Diego (California) door de Amerikaanse douane ontdekt. Er volgde een uitgebreid touwtrekken, maar de fossielen die door Li Jianjun, curator van het Museum voor Natuurlijk Historie in Beijing, worden beschreven als 'zeer kostbaar', worden nu teruggezonden naar China. Nooit eerder zijn fossielen op zo grote schaal 'gerepatrieerd'.

De fossielen zijn naar alle waarschijnlijkheid afkomstig uit de provincie Guizhou in Zuid-China, waar soortgelijke fossielen eerder zijn gevonden. Ze dateren alle uit het Laat-Trias (227-20 miljoen jaar geleden), en bleven opmerkelijk goed geconserveerd. Dat komt waarschijnlijk doordat toen de ondiepe zee (met talrijke riffen) in korte tijd met een groot gebrek aan zuurstof te maken kreeg. Voor zover de diverse dieren niet omkwamen door te weinig zuurstof, bleven ze na hun afsterven op de bodem liggen zonder weg te rotten, maar ook zonder verorberd te worden door andere dieren (die immers door gebrek aan zuurstof ook niet lang meer leefden). Langzamerhand raakten ze met slib bedekt, en werden zo beschermd tegen zuurstof die later weer volop in zee aanwezig was.

Tot de in de partij aanwezige zeelelies behoort het geslacht Traumatocrinus, dat nogal wat vragen oproept. Dit geslacht overleefde de massauitsterving die zo’n 20 miljoen jaar eerder plaatsvond, op de grens tussen Paleozoďcum en Mesozoďcum (de grootst bekende massauitsterving). De nu aangetroffen exemplaren kunnen wellicht een licht werpen op de vraag waarom dit geslacht wel kon overleven, terwijl bijna alle andere uitstierven.

Eenmaal terug in China zullen de fossielen, na een opknapbeurt, in het Museum voor Natuurlijke Historie in Beijing worden tentoongesteld.

Referenties:
  • Yimin, D. & Stokstad, E., 2002. China regains fossils seized in California. Science 296, p. 2311.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl