NGV-Geonieuws 34

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 December 2002, jaargang 4 nr. 22

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

275 Alaska smelt weg
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De zeespiegel stijgt sneller dan we dachten. Dat is de conclusie die we moeten trekken uit het onderzoek van medewerkers van het Geofysisch Instituut van de Universiteit van Alaska. Zij onderzochten met behulp van laserhoogtemetingen vanuit een vliegtuig de volumeveranderingen van 67 gletsjers in Alaska tussen de midvijftiger en de midnegentiger jaren. Bij 28 gletsjers hebben ze herhalingsmetingen verricht vanaf het midden van de negentiger jaren tot 2000 of 2001. Op basis van hun metingen komen ze niet alleen tot de conclusie dat de gletsjers in Alaska veel sneller afsmelten dan eerder werd aangenomen, maar ook dat de snelheid daarvan toeneemt.

Hoewel de hoeveelheid ijs van de gletsjers in Alaska klein is in vergelijking met die van Antarctica en Groenland, gaat het toch om een niet onaanzienlijke hoeveelheid. De gletsjers van Alaska en het naburige deel van Canada beslaan samen zo’n 90.000 km2, wat overeenkomt met ca. 13% van het totale aardoppervlak dat door gletsjers wordt ingenomen. In hoeverre het smelten van de gletsjers in Alaska bijdraagt aan zeespiegelstijging, hangt uiteraard af van de representativiteit van de uitgevoerde metingen. Die zou volgens de onderzoekers goed zijn, zodat de voor Alaska gevonden waarden ook gebruikt kunnen worden als redelijke benaderingen voor de afsmelting die wereldwijd plaatsvindt.

Die afsmelting blijkt aanzienlijk, ook als de toename van de ijsmassa als gevolg van de jaarlijkse neerslag in aanmerking wordt genomen. Die bedraagt ter plaatse ca. 4000 mm. Niettemin blijken de gletsjers voortdurend in dikte af te nemen. De onderzoekers komen voor hun eerste meetperiode uit op een gemiddelde van 52 cm/jaar. Als datzelfde zou gelden voor alle gletsjers in Alaska (en de onderzoekers menen dat hun waarde representatief is), dan betekent dit dat er jaarlijks 52 km3 (vanwege onzekerheden plus of min 15 km3) smeltwater van die gletsjers verdwijnt. Dat komt overeen met een zeespiegelstijging van 0,14 (" 0,04) mm per jaar.

De afsmelting die voor de tweede meetperiode werd vastgesteld, is nog sterker. De gemeten gletsjers namen in die periode gemiddeld met 1,8 m/jaar in dikte af. Dat zou voor alle gletsjers in Alaska samen neerkomen op een smeltwaterstroom van 96 (" 35) km3 per jaar, wat voor de afgelopen tien jaar een zeespiegelstijging moet hebben ingehouden van 0,27 (" 0,10) mm. Dit komt overeen met het dubbele van wat wordt aangenomen voor de zeespiegelstijging ten gevolge van het afsmelten van de (veel grotere) ijskap van Groenland. Daarmee is de bijdrage van de gletsjers in Alaska aan de zeespiegelstijging door afsmeltend ijs de grootste die we kennen.

Als de afsmelting op Groenland en Antarctica eveneens zoveel sneller zou gaan dan eerder gedacht, betekent dat een veel snellere zeespiegelstijging dan waarmee nu rekening wordt gehouden. De ongeveer 100 miljoen mensen die minder dan een meter boven zeeniveau wonen, zijn gewaarschuwd.

Referenties:
  • Arendt, A.A., Echelmeyer, K.A., Harrison, W.D., Lingle, C.S. & Valentine, V.B., 2002. Rapid wastage of Alaska glaciers and their contribution to rising sea level. Science 297, p. 382-386.
  • Meier, M.F. & Dyurgerov, M.B., 2002. How Alaska affects the world. Science 297, p. 350-351.

276 Sporen van zeer oud 'complex' leven
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op tal van plaatsen ter wereld wordt de zogeheten Ediacara-fauna aangetroffen. Het zijn de eerste duidelijke fossielen van hoger ontwikkelde organismen. Deze bevatten geen skeletten of pantsers, zodat alleen afdrukken van hun weke lichamen, alsmede sporen die ze op het sedimentoppervlak hebben nagelaten, bekend zijn. De ouderdom van de Edicara-fauna wisselt van plaats tot plaats, rondom de overgang van het Precambrium naar het Cambrium (570 miljoen jaar geleden). Diverse van deze fauna’s zijn gedateerd als omstreeks 600 miljoen jaar oud.

In zuidwest Australië is in de Stirling Range Formatie ook een dergelijke fauna aanwezig. Deze werd tot nu toe beschouwd als iets minder dan 600 miljoen jaar oud. Een groep Australische en Zweedse onderzoekers heeft nu echter radiometrische ouderdomsbepalingen uitgevoerd (vervalreeks van uranium naar lood) van detritische (= aangevoerd als korreltjes afkomstig van de erosie van oudere gesteenten) zirkoonkorrels. Deze leverden een ouderdom op van 2016 miljard jaar (± 6 miljoen jaar), en het pakket moet uiteraard jonger zijn dan die zirkoonkorrels. Er werden echter ook ouderdomsbepalingen uitgevoerd voor monazietkristallen; dit laatste mineraal ontstond tijdens metamorfose van het pakket, en dus moet het pakket ouder zijn dan de monazietkristallen, die een ouderdom opleverden van 1215 miljoen jaar (± 20 miljoen jaar). Het pakket moet dus ruwweg tussen 2016 en 1215 miljoen jaar oud zijn, dat is minimaal tweemaal zo oud als de meeste Ediacara-fauna’s.

Dit doet de vraag rijzen of er al veel eerder dan tot nu toe werd aangenomen 'hoger' leven op aarde aanwezig was. Daarbij moet 'hoger leven' worden gelezen als 'dierlijk' meercellig leven waarbij differentiatie van de cellen heeft geleid tot lichaamsdelen met duidelijk van elkaar verschillende functies’. Dat deze ontwikkeling zo vroeg in de aardgeschiedenis zou hebben plaatsgevonden, is verbazingwekkend. Daarom wijden de onderzoekers ook een kritische beschouwing aan de tekenen van leven die in de formatie zijn aangetroffen.

Het gaat daarbij om schijfvormige indrukken. Deze zijn minder dan 3 cm in doorsnede, en komen geconcentreerd in een beperkt aantal niveaus van de meer dan 1600 m dikke formatie voor. Daarnaast komen er sporen voor die aan de kruipsporen van wormachtige organismen doen denken. De onderzoekers hebben op basis van deze overblijfselen processen proberen te bedenken waardoor dergelijke structuren - anders dan door organismen - in deze getijdenafzettingen zouden kunnen zijn ontstaan. Al die mogelijkheden moesten ze op basis van de specifieke karakteristieken verwerpen, zodat ze tot de conclusie kwamen dat het inderdaad (zoals ook op het eerste gezicht aannemelijk leek) om sporen van organische herkomst gaat.

De conclusie die ze 'noodgedwongen' trekken, is dat 'hoger' leven inderdaad veel eerder is ontstaan dan tot voor kort werd aangenomen. Met die conclusie staan ze overigens niet alleen: ook andere onderzoekers hebben waarnemingen gedaan die dat waarschijnlijk maken. Bovendien wijst recent onderzoek aan DNA-sequenties uit dat de Metazoa (waartoe kwallen behoren; deze groep wordt door sommigen als een van de oervormen van hoger leven beschouwd) zich zo’n 700-1500 miljoen jaar hebben ontwikkeld.

Referenties:
  • Rasmussen, B., Bengtson, S., Fletcher, I.R. & McNaughton, N.J., 2002. Discoidal impressions and trace-like fossils more than 1200 million years old. Science 296, p. 1112-1115.

277 Kwallen op fossiele kust
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Kwallen zijn wel zo’n beetje de meest 'waterige' dieren die je je kunt voorstellen. Bij gebrek aan harde bestanddelen is hun kans om te fossiliseren dan ook buitengewoon gering. Dat geldt nog sterker voor zandige sedimenten dan voor fijnkorrelige afzettingen. In Cambrische afzettingen die ontsloten zijn in de Amerikaanse staat Wisconsin hebben drie Amerikaanse aardwetenschappers echter talrijke indrukken gevonden die zo gedetailleerd zijn dat het mogelijk is om ze te herkennen als de afdrukken die op het strand geworpen kwallen hebben achtergelaten.


AFDRUKKEN VAN KWALLEN OP EEN LAAGVLAK UIT EEN CAMBRISCHE STRANDAFZETTING MET GOLFRIBBELS

Dat er zoveel duidelijke sporen zijn achtergelaten, wijst op een aantal zaken. In de eerste plaats moeten er omstandigheden hebben geheerst die talrijke kwallen op het strand wierpen. Dat gebeurt momenteel vooral bij eb en aflandige wind, wanneer de onderstromen naar de kust toe gericht zijn. Wanneer er dan veel kwallen in de strandnabije wateren verkeren (en dat ondiepe kustwater zoeken ze op om zich voort te planten, om te jagen en om beschutting te zoeken voor de zeer hoge golven die bij storm in volle zee kunnen ontstaan), kunnen dan enorme aantallen op het strand terecht komen, zoals maar al te goed bekend is van de Nederlandse stranden.

Veel huidige kwallen hebben een techniek ontwikkeld waarmee ze op ondiepe kustbodems proberen los te komen als ze zijn vastgelopen. Ze keren zich om en proberen zich vol met water te zuigen (ze worden dan bolvormiger en komen makkelijker van de bodem los). Op het strand heeft dat echter een averechts effect omdat ze op die manier veel zand binnenkrijgen; ze sterven daardoor vaak nog eerder dan anders door uitdroging het geval zou zijn geweest. Geologisch gezien is deze techniek echter heel interessant, omdat de met zand gevulde kwal, wanneer hij ontbindt, een klein hoopje zand achterlaat. Daaromheen bevinden zich enkele concentrische ringen die zijn ontstaan bij zijn pompbewegingen. In exceptionele gevallen zijn ook nog indrukken waar te nemen van enkele interne organen, tussen het zandbultje in het centrum en de buitenste concentrische ringen in.

Precies deze structuren zijn nu aangetroffen in de Cambrische zandstenen. Nog interessanter is dat op het niveau waarop de afdrukken van kwallen zich bevinden, ook grote aantallen golfribbels voorkomen. De kwalafdrukken gaan daar overheen. De onderzoekers interpreteren het milieu waarin dit plaatsvond als de kust van een ondiepe lagune, mogelijk een zandige strandwal, waar veelvuldig tropische stormen optraden die kwallen op de kust wierpen.

Referenties:
  • Hagadorn, J.W., Dott Jr., R.H. & Damrow, D., 2002. Stranded on a Late Cambrian shoreline: Medusae from central Wisconsin. Geology 30, p. 147-150.

Afbeelding beschikbaar gesteld door het Permissions Department, Geological Society of America

278 Nieuwe toekomst bepleit voor verlaten goudmijn
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw !

Wat doe je met een diepe goudmijn die niet langer rendabel is? Die verlaat je, en je stopt met alle activiteiten die geld kosten, zoals het wegpompen van binnendringend grondwater. Dat is precies wat ook Barrick Gold Corporation, de eigenaar van een oude, 2500 m diepe goudmijn bij Homestake in de Amerikaanse staat South Dakota, van plan was. Er zijn echter wetenschappers die wel een betere bestemming weten. Het gaat in dit geval om een groep geologen, microbiologen en natuurkundigen, die zich hebben verenigd om de mijn om te bouwen tot een bijzonder laboratorium, waar zij onderzoek kunnen uitvoeren dat elders nauwelijks of zelfs helemaal niet mogelijk is. Ze hebben daarom op een bijeenkomst van de Amerikaanse National Science Foundation (Washington, 19-21 september) voor hulp bij de opzet van zo’n laboratorium bepleit.

De natuurkundigen zijn sterk in de mijn geďnteresseerd omdat ze daar proeven kunnen doen die niet mogen worden verstoord door kosmische straling. Het gaat daarbij onder meer om onderzoek aan deeltjes zoals protonen en neutrino’s. Het onderzoek naar het uiteenvallen daarvan kan helpen bij het zoeken naar aanwijzingen voor het bestaan van zogeheten supersymmetrie; als die zou bestaan zou het wellicht mogelijk worden om de theorie van de zwaartekracht te koppelen aan andere theorieën. De microbiologen zijn minder hoogdravend gestemd: zij willen vooral onderzoek doen naar de microorganismen die op dergelijke diepten in de aardkorst voorkomen. Volgens Tullis Onstott, een microbioloog van Princeton University, kunnen sommige van dergelijke microorganismen onder deze omstandigheden honderdduizenden jaren oud worden; ze voeden zich niet met organisch voedsel, maar met mineralen, en zouden daarmee wellicht een nieuw inzicht kunnen geven in de wijze waarop de eerste organismen op aarde zich voedden. Dat is uiteraard ook voor geologen heel interessant. Die groep wil echter ook onderzoek doen op hert gebied van diep grondwater, en op het gebied van het gedrag van gesteenten bij de ter plaatse heersende sterk verhoogde temperatuur en druk.

Er was al enige tijd een lobby gaande om de mijn voor dit doel te gaan gebruiken. Politici van beide partijen (Democraten en Republikeinen) stonden er ook achter, mogelijk in de veronderstelling goed bij de kiezer over te komen door steun aan een dergelijk project te verlenen. De ontwikkelingen met Irak hebben hun aandacht echter inmiddels getrokken, en weinig politici lijken nu nog geneigd om aandacht aan het project te besteden, laat staan geld. Als dat geld niet tijdig komt, zal de mijn bij gebrek aan onderhoud binnen korte tijd onder water komen te staan.

Referenties:
  • Brumfiel, G., 2002. 'Mile-deep club' of researchers sets sights on disused gold mine. Nature 419, p. 325.

279 Moessons over Pangea
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het supercontinent Pangea bestreek vrijwel het gehele gebied langs de toenmalige evenaar. Het ging bovendien om een uitgestrekte landmassa. Dat zijn samen ideale omstandigheden voor het optreden van moessons. Dat die daar toen ook werkelijk zijn opgetreden, is duidelijk geworden uit het onderzoek van drie Noord-Amerikaanse aardwetenschappers, die daarbij gebruik hebben gemaakt van een zeer creatieve onderzoeksmethode.

Daarbij isoleerden ze zirkoonkorrels uit loessachtige afzettingen in het westen van de Verenigde Staten. Die afzettingen waren, net als de loess in Limburg, gevormd doordat met de wind meegevoerde deeltjes zich bij afnemende windsnelheid afzetten. Bij windtransport over lange afstanden schuren de meegevoerde korrels vaak zover af dat er nauwelijks iets anders dan fijn stof overblijft; zirkoon is echter zo hard dat er voldoende korreltjes van voldoende afmetingen overbleven om daaraan radiometrische ouderdomsbepalingen uit te voeren (zirkoon bevat bijna altijd een niet-verwaarloosbare hoeveelheid uranium, dat - via een aantal stappen - door natuurlijk verval uiteindelijk wordt omgezet in lood).

Zo konden de onderzoekers de (vaak verschillende) ouderdommen vaststellen van de gesteenten waaruit de zirkoonkorrels afkomstig waren. De richting waarin die moedergesteenten moesten worden gezocht, kon in grote lijnen worden bepaald aan de hand van de scheve gelaagdheid die door de wind in het loessachtige pakket was gevormd). Zo kon voor verschillende plaatsen en voor verschillende tijden het herkomstgesteente van de zirkoon (en daarmee ook van de andere aangevoerde deeltjes) worden bepaald.

Aan de hand van deze gegevens kon gereconstrueerd worden hoe voor de diverse gebieden de overheersende windrichting in de loop van de tijd veranderde. Daarbij kwam naar voren dat - in het westelijk deel van de huidige Verenigde Staten - de wind gedurende het interval van 300-290 miljoen jaar geleden (einde Carboon) vooral uit het noordoosten kwam (met een mindere bijdrage vanuit het zuidoosten als gevolg van de invloed van de toenmalige Intertropische Convergentiezone), maar dat in het begin van het Perm de wind overwegend afwisselend uit het oosten en (vooral) het westen kwam. Dat typeert de overgang van een periode met grootschalige circulatiepatronen in het Laat-Carboon naar een periode met typische moessonwinden gedurende het Vroeg-Perm.

Referenties:
  • Soreghan, M.J., Soreghan, G.S. & Hamilton, M.A., 2002. Paleowinds inferred from detrital-zircon geochronology of upper Paleozoic loessite, western equatorial Pangea. Geology 30, p. 695-698.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl