NGV-Geonieuws 32

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 November 2002, jaargang 4 nr. 20

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 265 Nederland breekt steeds verder
  • 266 CO2 in ijs van Antarctica heeft geen relatie met vroegere temperaturen
  • 267 Geen kind maar neefje voor Tyrannosaurus rex.
  • 268 Verband tussen temperatuur en CO2-concentratie bestaat niet op geologische termijn
  • 269 Argentijnse pampa onder vuur vanuit de ruimte

    << Vorige uitgave: 31 | Volgende uitgave: 33 >>

265 Nederland breekt steeds verder
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Slechts af en toe, gewoonlijk na een voelbare aardbeving, denkt men er aan dat ook in Nederland tektoniek voorkomt. Meestal betreft dat verplaatsingen in de meer of minder diepe ondergrond, maar af en toe zijn er ook aan het aardoppervlak sporen te vinden. Dat geldt bijv. voor de Feldbiss, een van de nog actieve breukzones in Nederland. Gedurende de laatste honderdduizenden jaren heeft deze breukzone een gemiddelde verplaatsing te zien gegeven van 0,041–0,047 mm per jaar. De verplaatsing langs de afzonderlijke breukvlakken in deze breukzone bedroeg gemiddeld 0,010-0,034 mm per jaar. Dat hebben aardwetenschappers van de Vrije Universiteit in Amsterdam berekend.


FELDBISS BREUK


DETAIL GELEEN BREUK


Plaatselijk valt de Feldbiss aan het aardoppervlak op, namelijk waar aan weerszijden van de breuk verschillende typen afzettingen voorkomen. Dat komt doordat 'blokken' onafhankelijk van elkaar min of meer vertikaal bewegen. De verticale verplaatsing van de afzonderlijke blokken vindt overigens niet steeds langs dezelfde lijn plaats: in feite is de Feldbiss de belangrijkste breuk in een zone waarin een aantal min of meer grotendeels parallel lopende breukvlakken voorkomen. De breukzone vormt de grens tussen de slenk waarin het Roerdal - dat nog steeds, geologisch gezien, een gebied is met sterke daling - zich heeft ontwikkeld in het noorden, en het rijzende gebied van de Ardennen en Zuid-Limburg in het zuiden. Deze opheffing heeft ertoe geleid dat de Maas zich in Zuid-Limburg, na fases van opheffing, steeds opnieuw verder heeft moeten insnijden, waardoor de diverse terrassen langs de rivier ontstonden; die vertegenwoordigen vroegere dalvlaktes. Daarvan getuigt ook nog het vele afgeronde grind dat op deze vlakke stukken grond te vinden is.

In het gebied waar de Maas de Feldbiss kruist, worden de terrassen doorsneden door diverse steilwandjes die als gevolg van de breukactiviteit zijn ontstaan. Deze steilwandjes bieden de mogelijkheid om de breuken te identificeren die gedurende de laatste honderdduizenden jaren nog actief waren. De combinatie van terrasopbouw en steilwandjes maakt het bovendien mogelijk om de verplaatsing langs die breuken in deze periode vast te stellen. De tektonische activiteit lijkt nog lang niet minder te worden. De Roerdalslenk (die in het noorden wordt begrensd door de Peelrandbreuk) heeft al een langdurige en complexe geschiedenis achter zich, die ertoe heeft geleid dat de opbouw van de ondergrond zeer complex is. Deze complexe opbouw was een van de problemen waarmee de kolenmijnbouw in Limburg te kampen had: koollagen versprongen regelmatig aanzienlijk in hoogte. In de toekomst zal de complexiteit door verdergaande activiteit waarschijnlijk alleen maar groter worden. Dat geldt ook voor het gebied waar de Felbiss ligt. De verticale verplaatsing is, althans aan het aardoppervlak, bij elke breukactiviteit weliswaar gering, maar in de geologie geldt alleen het effect over langere tijd. Daarom konden de onderzoekers ook alleen een over langere tijd gemeten gemiddelde waarde vaststellen: zoals hierboven aangegeven iets minder dan een twintigste millimeter per jaar (de aangegeven variatie is een gevolg van verschillen in de gebruikte modellen, en weerspiegelt tevens onzekerheden in datering). Dat lijkt weinig, maar sinds de Romeinen is de verplaatsing dus al zo’n 5 cm geweest. Als de breukvorming gedurende het hele IJstijdvak (Pleistoceen) net zo sterk is geweest, dan kunnen de blokken aan weerszijden van de Feldbiss in die tijd zelfs meer dan 100 m ten opzichte van elkaar zijn versprongen.

Referenties:
  • Houtgast, R.F., Balen, R.T. van, Bouwer, L.M., Brand, G.B.M. & Brijker, J.M., 2002. Late Quaternary activity of the Feldbiss Fault Zone, Roer Valley Rift System, the Netherlands, based on displaced fluvial terrace fragments, Tectonophysics 352, p. 295-315.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Breuk in Nederland geeft verplaatsing van 1/50 mm per jaar' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (31 augustus 2002).

Afbeeldingen beschikbaar gesteld door Patrick Boogaart

266 CO2 in ijs van Antarctica heeft geen relatie met vroegere temperaturen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Boven Lake Vostok, een subglaciaal meer van enorme afmetingen op Amerika, is een boring in het ijs geplaatst; oorspronkelijk met de bedoeling om door de hele ijskap heen te boren, maar bij nader inzien is men ruim boven het huidige ijsdak boven het meer gestopt. De kans dat het langdurig van de buitenwereld afgesloten meer (met al dan niet een eigen - primitief - ecosysteem) met microorganismen uit de huidige 'buitenwereld' zou worden verontreinigd, werd te groot geacht.

Dat betekent echter niet dat er geen interessante resultaten zijn behaald. Die zijn er in ruime mate, doordat het ijspakket volledig in de vorm van boorkernen is bemonsterd. Zo bevat het gehele ijspakket kleine luchtbelletjes, waarvan de samenstelling die van de atmosfeer representeert op het moment dat de neerdwarrelende sneeuwvlokken een poriënrijk sneeuwpakket opbouwden. Op die wijze vormen de luchtbelletjes in het ijs van Antarctica een ononderbroken archief van de samenstelling van de atmosfeer. Dat maakt het dus mogelijk om ook de (natuurlijke) variaties in de concentratie van koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer te reconstrueren.

Klimatologen bestuderen deze concentratieveranderingen (en tal van andere parameters) om daaruit wetmatigheden te leren kennen die kunnen helpen om de relatie tussen atmosfeer (bijv. koolzuurgasconcentratie) en klimaat beter te begrijpen. Dat is van groot economisch belang, omdat de politiek veel kostbare maatregelen neemt die gebaseerd zijn op de breed gedragen veronderstelling dat een stijging van het CO2-gehalte leidt tot een verhoging van de temperatuur (broeikaseffect) - en omgekeerd.

Twee onderzoekers die naar een dergelijk verband op zoek gingen in de boorkernen van het ijs boven Lake Vostok hebben een door weinigen verwacht resultaat gevonden: bij het begin van de ijstijden die de boorkern omvat, loopt de verandering van het CO2-gehalte in de atmosfeer niet vooruit op de temperatuurverandering, maar volgt hij die juist. Dat achterlopen blijft steeds gedurende de ijstijden in stand, en verdwijnt pas op het eind van elke ijstijd. Dat is opnieuw een aanwijzing dat de huidige koppeling tussen CO2 en temperatuur niet is wat velen aannemen.

Het onderzoek wijst verder uit dat het verband tussen die twee parameters ook niet simpel is. Het ene seizoen is het verband duidelijk zoals dat volgens de theorie van het broeikaseffect zou moeten, maar in andere seizoenen is dat juist eerder andersom.

Referenties:
  • Gildor, H & Ghil, M., 2002. Phase relations between climate proxy records: potential effect of seasonal precipitation changes. Geophysical Research Letters 29 (2) 10.1029/2001GL013781.

267 Geen kind maar neefje voor Tyrannosaurus rex.
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 !

In de veertiger jaren van de vorige eeuw werd in de Amerikaanse staat Utah de schedel gevonden van een dinosaurus. De schedel vertoonde grote gelijkenis met die van Tyrannosaurus rex, maar was aanzienlijk kleiner. Vandaar dat veel paleontologen aannamen dat het om een juveniele vorm ging. Andere paleontologen wezen er echter op dat de tanden anders waren, zodat het om een apart geslacht moest gaan. Ze noemden dat Nanotyrannus. De strijd of het ging om een kind of om een klein neefje van de grote T. rex bleef onbeslist.




Nu heeft een aantal medewerkers van het Burpee Museum voor Natuurlijke Historie, een klein museum in Rockford (in de Amerikaanse staat Illinois) een vondst gedaan die het pleit lijkt te beslechten. Ze vonden in juli namelijk een aanzienlijk deel van een skelet, waarvan de schedel alle kenmerken vertoonden van de omstreden oudere vondst, en die ook ongeveer gelijke afmetingen heeft. Het skelet, dat in de Amerikaanse staat Montana werd blootgelegd, heeft echter een belangrijk andere kenmerk: vergroeide wervels. Die zijn tot nu toe alleen bekend van volwassen dinosauriërs, wat het uiterst waarschijnlijk maakt dat ook het nu gevonden exemplaar een volwassen dier voorstelt. Het is dus geen juveniel exemplaar: T. rex blijft in dat opzicht kinderloos. Maar hij heeft er nu dus waarschijnlijk een nieuw neefje bij. Waarschijnlijk, want het fossiel is nog niet in zijn geheel uit het omringende gesteente vrijgemaakt. En de onderzoekers willen toch eerst het skelet van alle kanten kunnen bekijken voordat ze een definitieve uitspraak doen.

Referenties:
  • Anoniemus, 2002. Bones hint at dinosaur king’s princely relative. Nature 418, p. 716.

Afbeelding uit: Burpee Museum of Natural History

268 Verband tussen temperatuur en CO2-concentratie bestaat niet op geologische termijn
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

De talrijke aanzienlijke temperatuurschommelingen die de aarde in de loop van de afgelopen 500 miljoen jaar heeft meegemaakt, vertonen geen verband met de CO2-concentratie in de atmosfeer. Dat is de toch wel zeer verrassende uitkomst van onderzoek door Daniel Rothman van het Massachusetts Institute of Technology.

Voor het direct (en min of meer continu) bepalen van de vroegere CO2-concentratie in de atmosfeer is geen methode voorhanden. Rothman heeft daarom een methode ontwikkeld waarmee dat indirect kan gebeuren. Op basis van het feit dat strontium-87 afkomstig is van het verval van het radioactieve isotoop rubidium-87 (halfwaardetijd 48 miljard jaar), alsmede op grond van het feit dat strontium niet in alle typen gesteenten even rijk vertegenwoordigd is, berekent Rothman wat het effect is van het eroderen, transporteren en elders weer afzetten van gesteentemateriaal op de verhouding van de strontium-isotopen in mariene (in zee gevormde) afzettingen. Verder gaat hij na hoe de verhouding is tussen koolstof-13 en koolstof-12 in kalksteen en in organische restanten in afzettingen in mariene sedimenten. Deze gegevens zijn alle in ruime mate voorhanden voor de laatste half miljard jaar.

De uitgevoerde berekeningen geven aan dat er - als de effecten van de erosie-tot-afzetting-cycli van de strontiumhoudende gesteenten in beschouwing worden genomen - een significante correlatie bestaat tussen de verhouding van de twee strontium-isotopen enerzijds en de verschillen tussen de koolstofisotopenverhouding in kalksteen en marien organisch materiaal anderzijds. Rothman herleidt die correlatie tot het gezamenlijk effect van enerzijds verweringsintensiteit en anderzijds magmatische activiteit (de activiteit die tot vulkanisme aanleiding geeft). Dat hij in staat is de onderliggende geologische processen voor de door hem gevonden correlatie vast te stellen, verhoogt de betrouwbaarheid van zijn aanpak in aanzienlijke mate.

Waar het in Rothmans aanpak om draait, is dat verwering en magmatische activiteit ook de twee factoren zijn die in sterke mate de natuurlijke fluctuaties bepalen van het CO2-gehalte in de atmosfeer. Dat betekent dat er dus ook een relatie bestaat tussen de door Rothman berekende verhoudingen van de diverse isotopen en de concentratie atmosferisch koolzuurgas. Aan de hand van monsters waarvoor de isotopenverhoudingen zijn bepaald, kan men dus ook een gefundeerde schatting maken van de fluctuaties in de tijd van de atmosferische CO2-concentratie.

Die zo gevonden fluctuaties blijken niet overeen te komen met de bekende temperatuurfluctuaties, die op veel uiteenlopende wijzen zijn bepaald. De discrepantie lijkt er volgens de onderzoeker op te wijzen dat de CO2-concentratie in de atmosfeer geen invloed heeft op de temperatuur, en zeker niet op termijnen langer dan 10 miljoen jaar. Rothman sluit echter niet volledig uit dat er op korte termijn wel een relatie bestaat, al is hij daar zelf erg voorzichtig over, getuige zijn opmerking (in vertaling): '[De gegevens] sluiten deze veronderstelling op zichzelf niet uit. Ze tonen alleen maar aan dat de 'nulhypothese', dat de CO2-druk en het klimaat geen verband met elkaar houden, niet kan worden verworpen louter en alleen op basis van deze gegevens'.

Referenties:
  • Rothman, D.H., 2002. Atmospheric carbon dioxide levels for the last 500 million years. Proceedings of the National Academy of Sciences 99: 4167-4171.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Relatie tussen CO2 en temperatuur bestond vroeger niet' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (24 augustus 2002).

269 Argentijnse pampa onder vuur vanuit de ruimte
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Elf langwerpige depressies op de Argentijnse pampa ten noorden van de stad Rio Cuarto zijn lang het onderwerp van discussies geweest. Een ervan, met een lengte van 4,5 km en een breedte van 1,1 km, werd aanvankelijk beschreven als het resultaat van de inslag van een meteoriet onder een zeer geringe hoek (5-7°), maar het voorkomen van meer vergelijkbare depressies in de directe nabijheid maakte zelfs de toenmalige onderzoeker sceptisch over die interpretatie. Een alternatieve verklaring was eolische uitschuring, wat des te waarschijnlijker leek omdat de depressies evenwijdig met de overheersende windrichting lopen. Er werd gezocht naar meteorieten, en die werden ook gevonden. De twee gevonden exemplaren bleken echter van verschillende aard en verschillende ouderdom, en konden daarom (daar ook vanwege hun geringe aantal) niet als bewijs voor een inslag dienen. Wel werden er talrijke tektieten gevonden: verglaasd materiaal dat in dit geval bestond uit verglaasde löss, het materiaal dat het grootste deel van de pampa ter plaatse bedekt.

Een internationaal team van onderzoekers heeft nu op basis van nieuwe waarnemingen een nieuwe interpretatie gegeven, waarbij verschillende processen onafhankelijk en in tijd duidelijk gescheiden van elkaar zijn opgetreden. Volgens hen is de 'grote' depressie inderdaad het gevolg van een inslag onder zeer geringe hoek van een hemellichaam van ca. 150-300 m in doorsnede. Toen deze meteoriet de grond raakte, spatte hij in fragmenten uiteen, en een aantal fragmenten stuiterde verder, zoals een platte steen die vlak over het water wordt geworpen ook een aantal malen weer opspringt. Op deze wijze ontstonden de overige tien reeds bekende langwerpige depressies. Dit gebeurde niet langer dan zo’n 10.000 jaar geleden. Het gaat om een gebeurtenis met een zeer kleine kans (op het maanoppervlak, waar inslagkraters van miljarden jaren oud nog goed zijn te onderscheiden, is slechts een zo’n langwerpige krater zichtbaar).

Maar de pampa is vaker doelwit vanuit de ruimte geweest. Zo’n 480.000 jaar geleden moet er namelijk ook een inslag hebben plaatsgevonden. Dat moet zo’n 800 km ten zuidoosten van Rio Cuarto zijn gebeurd. En ook daarbij moet het zijn gegaan om een meteoriet van aanzienlijke afmetingen, die het gebied echter in een minder scherpe hoek (ca. 30°) raakte. De onderzoekers denken dat er een inslagkrater met een doorsnede van ca. 5 km moet zijn gevormd, die nu onder de löss van de pampa verborgen ligt. Bij die inslag zouden ook weer talrijke fragmenten zijn opgeworpen, die eveneens langwerpige depressies bij hun val hebben achtergelaten. De onderzoekers hebben enkele honderden van dergelijke depressies gevonden: 403 met een lengte van meer dan 200 m, 201 met een lengte van meer dan 1 km, en 6 met een lengte van meer dan 5 km. In al die gevallen zijn er ook grote hoeveelheden tektieten aangetroffen, waarbij in sommige daarvan nog löss als zodanig herkenbaar aanwezig is. Alles bij elkaar gaat het om een uitgestrekt veld met tektieten; van dergelijke tektietenvelden waren er eerder slechts vier bekend.

Referenties:
  • Bland, P.A., Souza Filho, C.R. de, Jull, A.J.T., Kelley, S.P., Hough, R.M., Artemieva, N.A., Pierazzo, E., Coniglio, J., Pinotti, L., Evers, V. & Kearsley, A.T., 2002. A possible tektite strewn fiel in the Argentinian pampa. Science 296, p. 1109-1111.
  • Melosh, H.J., 2002. Traces of an unusual impact. Science 296, p. 1037-1038.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl