NGV-Geonieuws 37

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Januari 2003, jaargang 5 nr. 2

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

290 Stalagmiet onthult dipje in paleoklimaat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Ongeveer 8200 jaar geleden vond er in het Holoceen een plotselinge afkoeling plaats. Die afkoeling, die later nooit meer met eenzelfde intensiteit in het Holoceen plaatsvond, is bekend uit Groenland, Europa, Noord-Amerika, Noord-Afrika, Venezuela en het noorden van de Atlantische Oceaan. Op die verschillende plaatsen zijn diverse methoden gebruikt om de plotselinge afkoeling vast te stellen. Nu is daar een heel nieuwe methode bijgekomen, dankzij een aantal Britse en Ierse onderzoekers. Zij onderzochten de opbouw van een stalagmiet in West-Ierland.

Stalagmieten - de op de grond rustende, vaak pilaarvormige, bouwsels van kalksteen in druipsteengrotten, zijn voor hun vorming afhankelijk van een aantal factoren, waaronder de hoeveelheid grondwater die vanuit het 'dak' van een grot omlaag sijpelt, en de luchtvochtigheid binnen de grond (de kalksteen slaat immers mede neer omdat het grondwater deels verdampt bij het vrijkomen in de grot, zodat het oververzadigd raakt mat de meegevoerde carbonaationen, zodat kalk neerslaat. Dat betekent dat ook het klimaat buiten de grot invloed uitoefent op de wijze waarop een stalagmiet wordt opgebouwd. Door de opbouw van de stalagmiet te analyseren, konden de onderzoekers zo de ontwikkelingen van het destijds heersende klimaat reconstrueren. Ze deden dat zeer gedetailleerd, in feit van maand tot maand, over een periode van tientallen jaren, door de diverse laagjes van de stalagmiet als het ware een voor een af te pellen.

Daarbij keken ze naar het voorkomen in de concentratie van bepaalde elementen, waarbij strontium en fosfor interessante resultaten opleverden, naar de verhouding tussen de zuurstofisotopen in de kalksteen, en naar de aard (petrologie) van de kalksteen. Plotselinge veranderingen in de hoeveelheden strontium en fosfor konden de onderzoekers herleiden tot een droger klimaat, gedurende een tijd van 37 jaar en 6 maanden (de onderzoekers vonden 38 strontiumcycli en 37 fosforcycli). Deze veranderingen traden tegelijk op met veranderingen in de verhouding van de zuurstofisotopen en de petrologie. Binnen deze plotselinge omslag van het klimaat konden de onderzoekers ook weer fluctuaties van een minder extreme aard waarnemen; die blijken toe te schrijven te zijn aan wisselende gemiddelden van neerslag per seizoen.

De gegevens komen goed overeen met wat er van andere plaatsen bekend was over de klimaatomslag: er viel minder sneeuw, en een lagere concentratie methaangas, meer stof en meer zeezout in de atmosfeer wijzen eveneens op drogere omstandigheden. Deze omslag wordt wel in verband gebracht met een verandering van het oceanische circulatiepatroon, mogelijk als gevolg van het plotseling versneld afsmelten van de ijskap die Noord-Amerika bedekte. De onderzoekers suggereren dat de in de stalagmiet gevonden veranderingen een gevolg zouden kunnen zijn van het (vanwege een doorbraak) catastrofale leeglopen van Lake Agassiz, een zeer groot proglaciaal meer in Amerika waarvan bekend is dat het omstreeks 8200-8300 jaar geleden plotseling leegliep, alsmede van Lake Ojibway. Toen moet binnen twintig jaar ongeveer 467.000 kubieke kilometer (!) zoet smeltwater in de Labradorzee zijn uitgestroomd.

Referenties:
  • Baldini, J.U.L., McDermott, F. & Fairchild, I.J., 2002. Structure of the 8200-year cold event revealed by a speleothem trace element record. Science 296, p. 2203-2205.

291 Dinosauruspark lijdt onder kostenbesparing
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Op de grens van de Amerikaanse staten Utah en Colorado ligt een van de talrijke geologisch interessante nationale parken van de Verenigde Staten. Dinosaur National Monument beslaat een gebied van 853 km2 waarin veel dinosaurusbotten zijn te vinden, maar het park is vooral bekend door zijn bezoekerscentrum, dat een scheefgesteld laagvlak herbergt waarop de samengespoelde restanten van diverse grote dinosauriŽrs te zien zijn. Hoewel het aantrekken van bezoekers en het geven van informatie een belangrijke taak is van de Amerikaanse nationale parken, wordt er ook veel onderzoek gedaan; zowel zuiver wetenschappelijk als met het oog op het tonen van materiaal aan het publiek.

De Amerikaanse nationale parken, die veel geld kosten, worden de laatste jaren echter met maatregelen geconfronteerd die de hoge kosten moeten terugdringen. Zo moest Dinosaur National Monument een 5-jarenplan opstellen waarbij 9 van de 50 arbeidsplaatsen moesten verdwijnen. Dat plan is in september in de openbaarheid gebracht. Daarbij bleek dat de huidige functies van een preparator en een paleontoloog in de nieuwe situatie zullen worden samengevoegd. Bovendien wordt de tijd die aan onderzoek wordt besteed gehalveerd.

De plannen hebben grote commotie doen ontstaan. Kenneth Carpenter van het Denver Museum of Natural History spreekt zelfs van 'een grote stap terug'. Daarbij doelt hij onder meer op het feit dat het uitprepareren van de dinosaurusresten niet meer volledig door een 'professional' zal worden gedaan. Volgens Susan Richardson, die tot de leiding van het park behoort, zal er echter juist meer aan het prepareren kunnen worden gedaan omdat daarvoor vrijwilligers zullen worden aangetrokken. Juist die opmerking is bij veel paleontologen in het verkeerde keelgat geschoten: ze vinden dat het uitprepareren van vaak unieke vondsten alleen mag worden gedaan door iemand die daarin geschoold is. Weinig of geen vrijwilligers zullen een dergelijke lange scholing kunnen of willen volgen voordat ze 'echt' aan het werk gaan. De tijd die aan dergelijke opleidingen voor vrijwilligers wordt besteed, lijkt de paleontologen dan ook eigenlijk alleen maar verloren tijd. Daarnaast kan het zoeken naar nieuwe vondsten ook niet aan vrijwilligers worden overgelaten, zodat te verwachten is dat de huidige stroom aan bijzondere vondsten snel zal opdrogen.

Dat geldt ook voor andere fossielen dan dinosauriŽrs. De huidige paleontoloog van het park, Dan Chure, heeft enkele fossielen gevonden die behoren tot de oudst bekende fossiele kikkers. Die worden nu onderzocht door Amy Henrici van het Carnegie Museum of Natural History in Pittsburgh. Ze is bang dat ook haar studie zal moeten worden stopgezet bij gebrek aan nieuw materiaal. Bij het hoofdkantoor van de nationale parken vinden de protesten tegen de bezuinigingsmaatregelen echter geen gehoor.

Referenties:
  • Stokstad, E., 2002. Cuts at dino monument angers researchers. Science 298, p. 724.

292 Ramp in SiberiŽ (1908) door explosie van gas
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

Op 30 juni 1908 vond in de uitgestrekte, maar ook vrijwel geheel verlaten bossen van Tunguska in SiberiŽ een ramp plaats die gepaard ging met een enorme knal, die honderden kilometers verder nog hoorbaar was. Onderzoek naar de oorzaak kwam pas jaren later echt op gang. Toen bleek dat vrijwel alle bomen in een gebied met een straal van vele tientallen kilometers als lucifershoutjes tegen de grond waren gesmakt; allemaal gericht als de stralen van een cirkel met Tunguska als middelpunt. De verklaring die voor deze catastrofe werd gegeven - en die tot nu toe nooit werd aangevochten - was dat er een inslag van een hemellichaam had plaatsgevonden: de enige grote inslag in historische tijden. Uit de historie lijkt geen inslag te zijn geweest.


GEVELDE BOMEN AANGETROFFEN DOOR DE 1e EXPEDITIE VAN DE UNIVERSITEIT VAN BOLOGNA IN 1991

Bewijzen voor een inslag zijn er echter niet: er werd geen spoor gevonden van een inslagkrater, en evenmin werden er resten van het ingeslagen materiaal gevonden. Daarom werd algemeen aangenomen dat het ging om een komeet (een soort ijsbol) die onder invloed van de verhitting bij binnenkomst van de atmosfeer nog in de lucht explodeerde, waarna de restanten geheel of grotendeels gesmolten zouden zijn voordat ze de aarde bereikten. De ontploffing zou zo dicht bij het aardoppervlak hebben plaatsgevonden dat de resulterende schokgolf het bos had platgeslagen. Geheel bevredigend was deze verklaring echter niet, omdat er nooit een spoor van het hemellichaam werd gevonden, terwijl ook kometen toch 'ruimtepuin' bevatten.

Op een congres over milieurampen dat in september in Londen werd gehouden, en waar deze catastrofe uitgebreid aan de orde kwam, is nu een nieuwe verklaring voor het verschijnsel gepresenteerd. Andrei Olíkhovatov (vroeger werkzaam op het onderzoeksinstituut van de radioinstrumentindustrie van de voormalige Sovjet-Unie) wees erop dat een grote schokgolf niet kon zijn opgetreden: verslagen van onderzoekers melden immers dat sommige bomen vlakbij het punt waar het hemellichaam in de lucht zou zijn ontploft, niet omgevallen waren. Er moest dus een ander proces in het spel zijn geweest. En zoín ander proces was juist waaraan Wolfgang Kundt, een astrofysicus van de Universiteit van Bonn, had gedacht. Ook hij was fysisch niet gelukkig met de inslaghypothese, en had voor het verschijnsel een andere verklaring gevonden, die bovendien het rechtop blijven staan van bomen toelaat. Hij wees erop dat er, zoals reeds lang bekend is, een grote hoeveelheid aardgas aanwezig is onder de kern van het gebied. Naar zijn mening is door de een of andere oorzaak een grote hoeveelheid van dat gas snel vrijgekomen en ontploft. Door welk proces plotseling zoveel gas kan zijn vrijgekomen dat er een ontploffing mogelijk was die tot zover in de omtrek alle bomen velde, is niet bekend. Olíkhovatov meent dat er een tot nu toe onbekende interactie moet hebben plaatsgevonden tussen processen in de ondergrond en meteorologische verschijnselen. Overigens lijkt het me zelf niet onwaarschijnlijk dat het niet ging om ontsnapt aardgas dat ontplofte, maar om gashydraten. Deze verbinding, die bestaat uit methaan (het belangrijkste bestanddeel van moerasgas) en kristalwater, komt in grote hoeveelheden voor in de ondiepe ondergrond van gebieden met een permanent bevroren bodem (permafrost), zoals die in grote delen van SiberiŽ aanwezig is. Door een kleine verstoring kunnen die gashydraten uiteenvallen in water en methaangas, dat gemakkelijk ontploft en ontvlambaar is. Een lokale verstoring van de grond zou voor het vrijkomen van methaangas kunnen hebben gezorgd, waarna bij een ontploffing van dat gas zoveel verstoring van de grond optrad dat opnieuw gashydraten dissocieerden, waardoor een soort kettingreactie van ontploffingen in gang werd gezet.

Referenties:
  • Holden, C. (ed.), 2002. More theories on Tunguska. Science 297, p. 1803
  • N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Meteorietinslag van Tunguska was mogelijk gasexplosie geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 oktober 2002).

Afbeelding met toestemming overgenomen van de Photo Gallery van de Tunguska homepage van de Universiteit van Bologna.

293 'Archaeoraptor' ontleed
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In 1999 werd in National Geographic met veel fanfare een artikel gepubliceerd over een fossiel dat als de grote 'missing link' tussen de vleesetende dinosauriŽrs en de vogels moest worden beschouwd en dat Archaeoraptor werd gedoopt. Het fossiel, dat zoals zoveel; andere bijzonder vondsten van dinosauriŽrs en vroege vogels afkomstig was uit China, bleek bij kritische beoordeling door paleontologen een vervalsing: het ging om een vogel met daar op kunstige wijze aan vastgeplakt de staart van een dromaeosaurus. Die staart kon al spoedig als zodanig worden gedetermineerd, maar van het vogelgedeelte duurde dat langer, ook al omdat men er niet zeker van was dat de diverse botten van dat gedeelte van het bedrieglijk echt lijkende exemplaar wel tot hetzelfde dier of zelfs maar tot dezelfde soort - behoorden. RŲntgenonderzoek wees namelijk uit dat de falsificatie bestond uit bijeengeplakt materiaal, waarvan niet op voorhand kon worden uitgesloten dat het ging om bij elkaar horende skeletdelen: een samenraapsel van 2-5 dieren, behorend tot twee (of mogelijk zelfs meer) soorten werd op basis van dat onderzoek niet uitgesloten geacht.

Onderzoek heeft nu uitgewezen dat het vogelgedeelte van 'Archaeoraptor' toch bestaat uit botten die aan een enkele vogel hebben toebehoord. Het gaat bij de nogal warrige verzameling botjes zelfs om een bijna compleet skelet. Ook de soort is nu gedetermineerd: Yanornis martini, een vroege, visetende vogel. Dat kon mede gebeuren doordat van deze soort een goed geconserveerd holotype bestaat.

Referenties:
  • Zhou, Z., Clarke, J.A. & Zhang, F., 2002. Archaeoraptorís better half. Nature 420, p. 285.

294 Grand Canyon wordt versneld nog dieper
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De indrukwekende Grand Canyon, ook wel het achtste wereldwonder genoemd, dankt zijn ontstaan aan de insnijding door de Colorado River van een plateau dat hoog is opgeven; hoe lang die opheffing heeft geduurd, en hoe snel die is gegaan, was lange tijd een punt van verhitte discussies. Die konden voortduren bij gebrek aan methoden om dat vast te stellen. Nu is vastgesteld dat de opheffing niet alleen nog steeds doorgaat, maar dat dat ook steeds sneller gebeurt. Dat hebben drie Amerikaanse aardwetenschappers kunnen berekenen op basis van een nieuw door hen ontwikkelde techniek: ze maten de snelheid waarmee het Colorado Plateau werd opgeheven gedurende de loop van dit proces op basis van de 'blaasjes' die voorkomen in basaltuitvloeiingen.


DE NOORDRAND VAN DE GRAND CANYON

Kleine holtes ('blaasjes') komen veelvuldig in basalten voor. De lucht die ze bevatten representeert de lucht - met al zijn karakteristieken - ten tijde van hun ontstaan, op de plaats van ontstaan. Dat betekent dat de luchtdruk in de blaasjes binnen een lavastroom verschilt: de luchtdruk aan de bovenkant van de lavastroom verschilt van die onderaan. Hoeveel die luchtdruk verschilt hangt af van twee factoren: de luchtdruk die destijds ter plaatse heerste (en die luchtdruk is vooral afhankelijk van de topografische hoogte) en van de dikte van de lavastroom. Die laatste kan worden gemeten in het veld.

Door de vastgestelde waarden voor de luchtdruk in de blaasjes te corrigeren voor de plaats binnen het basaltpakket en voor de dikte daarvan kan ondubbelzinnig een beeld worden verkregen van de luchtdruk die heerste tijdens de basaltuitvloeiingen, en dus van de topografische hoogte waarop dat gebeurde (tijdelijke verschillen in luchtdruk die samenhangen met weerscondities oefenen nauwelijks invloed uit). Doordat er op tal van plaatsen (maar vooral aan de rand van het plateau) en op tal van niveaus binnen het gesteentepakket basalten voorkomen, kregen de onderzoekers een goed beeld van de opheffing van het plateau in de loop der tijd.

Momenteel is het plateau, afhankelijk van de plaats, 1,7-3,3 km opgeheven. Die opheffing moet zoín 25 miljoen jaar geleden zijn begonnen. De opheffing vond vanaf dat moment tot ca. 5 miljoen jaar geleden plaats met een gemiddelde snelheid van ongeveer 40 m per miljoen jaar. Dat komt overeen met een totale opheffing van ongeveer 800 meter. Daarna ging de opheffing veel sneller: in de laatste 5 miljoen jaar bedroeg die ca. 1100 meter, wat overeenkomt met een gemiddelde opheffing van 220 meter per miljoen jaar.

Dit betekent dat de Colorado River steeds krachtiger moet eroderen om de versnelde opheffing bij te benen. De nu reeds ruim anderhalve kilometer diepe Grand Canyon zal daarom in (geologisch gezien) rap tempo dieper blijven worden.

Referenties:
  • Sahagian, D., Proussevitch, A. & Carlson, W., 2002. Timing of Colorado Plateau uplift: initial constraints from vesicular basalt-derived paleoelevations. Geology 30, p. 807-810.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Anderhalve km diepe Grand Canyon wordt sneller dieper' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (20 oktober 2002).

Afbeelding met toestemming van Susanne Z. Riehemann.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl