NGV-Geonieuws 38

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Februari 2003, jaargang 5 nr. 3

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 295 Oliepijpleidingen in Alaska weerstaan aardbeving
  • 296 Dennennaalden als bron van edelmetalen
  • 297 Stormen passen in natuurlijk beeld
  • 298 Mummie van dino gevonden
  • 299 Vulkanisme na opsmelting aardmantel door inslag hemellichaam mogelijk oorzaak massauitstervingen

    << Vorige uitgave: 37 | Volgende uitgave: 39 >>

295 Oliepijpleidingen in Alaska weerstaan aardbeving
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Tegen oliewinning in Alaska zijn vanaf de eerste plannen talrijke bezwaren aangevoerd. Die hadden vrijwel alle de bescherming van het kwetsbare milieu als uitgangspunt. Als een van de grootste gevaren werd de noodzakelijke oliepijpleiding beschouwd. Die zou ondermeer de trek van de rendieren hinderen. Dat probleem kon relatief gemakkelijk worden opgelost door de pijplijn op veel plaatsen zo hoog te leggen (gesteund door pijlers) dat de rendieren er ongestoord onderdoor konden trekken. Dat blijkt in de praktijk ook te gebeuren. Een tweede bezwaar was dat de olie in het koude klimaat van Alaska zeer dik is, en dus verwarmd moet worden om te kunnen stromen. De warme pijpleiding zou echter de permafrost kunnen laten smelten, en daarmee het gebied veranderen in een voor de fauna ontoegankelijk moeras. Door de leiding hoog aan te leggen, kon ook dat probleem worden ondervangen. Het gevaar van warme olie die over de permafrost uitstroomt, was daarmee echter nog niet van de baan: de pijpleiding zou immers kunnen breken, hetzij door een terroristische actie, hetzij door een aardbeving. Om terroristische acties tegen te gaan, wordt de leiding veelvuldig vanuit de lucht gecontroleerd; tot nu toe hebben zich geen problemen van deze aard voorgedaan.

Met aardbevingen lag de zaak wat moeilijker. Geologen van de Amerikaanse Geologische Dienst (USGS) onderkenden dat probleem al spoedig, en wensten daarom een zwaarder uitgevoerde leiding dan de technici noodzakelijk achtten. De geologen wonnen bij wijze van uitzondering. En als speciaal foefje werden er ook wat knikzones in de leiding ingebouwd, waardoor hij niet zou breken maar als een harmonica verder ingedrukt zou worden als er druk op zou worden uitgeoefend.

Daarmee zal iedereen zich nu gelukkig prijzen, want begin november vond de zwaarste aardschok plaats die ooit in de Verenigde Staten is geregistreerd, en het epicentrum lag precies onder de olieleiding in Alaska. De extra kosten die aan de sterkere olieleiding waren verbonden, bleken wel besteed: de leiding bleef intact en er kwam geen druppel olie uit. 'Een voorbeeld van hoe de wetenschap kan helpen om de risico’s van natuurrampen voor de maatschappij te helpen verminderen', merkte Robert Page, een seismoloog van de USGS, op. Daarbij doelde hij mede op het feit dat de olieleiding was ontworpen om een aardbeving met een kracht van 8,0 op de schaal van Mercalli-Richter te kunnen weerstaan. Dit was de zwaarste schok die de seismologen zich destijds voor dit gebied konden voorstellen: een zeer zware schok, maar mogelijk omdat de Denali-breukzone de 1280 km lange olieleiding kruist. De schok van begin november bleek een kracht te hebben van 7,9.

Referenties:
  • Kerr, R.A., 2002. Whole lotta shakin’ in Alaska, as predicted. Science 298, p. 1316.

296 Dennennaalden als bron van edelmetalen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !

Edelmetalen danken hun naam niet aan hun zeldzaamheid zoals weleens wordt gedacht (metaal voor edelen) maar aan het feit dat ze slechts uiterst moeizaam, reageren met andere stoffen, en daarom steeds zuiver (gedegen) in de natuur voorkomen. Hun zeldzaamheid is wel de reden waarom ze duur zijn. Slechts zelden worden er nieuwe voorkomens ontdekt.


PINUS PINEA

Italiaanse onderzoekers hebben nu zo’n nieuw voorkomen ontdekt, hoewel het gaat om een voorkomen met een zeer geringe hoeveelheid edelmetalen dat er geen sprake is van een economisch winbaar geval. Het gaat namelijk om dennennaalden in de stad Palermo op Sicilië. Die blijken tot een honderdmaal zo hoge concentratie aan edelmetalen (in het bijzonder platina, palladium en goud) te bevatten als de aardkorst ter plaatse. De concentratie platina varieert in de naalden van 1-102 microgram per kilo, die van palladium varieert van 1-45 microgram per kilo, en die van goud varieert van 22-776 microgram per kilo.

Overigens vertonen ook de dennennaalden binnen de stad grote variaties, waarbij opvalt dat de drie bepaalde edelmetalen steeds alle gezamenlijk een meer of minder sterk verhoogde concentratie bevatten. Dat wijst op eenzelfde bron, die niet de aardkorst kan zijn, omdat daarin de verhouding tussen de diverse metalen sterk wisselt. Analyse van dennennaalden buiten de stad geeft aan dat de concentraties daar veel geringer zijn, zodat de stad zelf de bron moet vormen. Er worden ter plaatse echter geen activiteiten uitgevoerd die hiervoor een verklaring zouden kunnen geven. Het moet dus gaan om activiteiten waarbij minimale hoeveelheden edelmetalen om andere redenen vrijkomen, waarbij die activiteit zowel binnen als buiten de stad moet plaatsvinden, maar binnen de stad veel meer. De onderzoekers wijzen het autoverkeer als de meest waarschijnlijke bron aan.

Over de mogelijkheid om de in de dennennaalden geconcentreerde edelmetalen te winnen, hoeft men niet na te denken. De uitstoot bedraagt in absolute termen heel weinig. Bij platina wordt de uitstoot in Palermo geschat op 136 gram per jaar; voor palladium bedraagt de schatting 273 gram per jaar.

Toch kan aan dit onderzoek een grote praktische betekenis worden toegekend, want geochemisch onderzoek van de naalden blijkt informatie te kunnen geven over de mate waarin de lucht is vervuild met stoffen die door verkeersactiviteit worden veroorzaakt. De dennen vormen dus een nieuwe biomonitor

Referenties:
  • Dongarrá, G., Varrica, D. & Sabatino, G., 2002. Occurrence of platinum, palladium and gold in pine needles of Pinus pinea L. from the city of Palermo (Italy). Applied Geohemistry 18, p. 109-116.

Afbeelding met toestemming van het Hortus Botanicus Catinensis

297 Stormen passen in natuurlijk beeld
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Het lijkt steeds vaker te stormen, en de storm van 28 oktober heeft opnieuw de vraag doen rijzen of de vele stormen van de laatste eeuwen te maken hebben met klimaatveranderingen die door menselijk handelen zijn geďnduceerd; ook in de Verenigde Staten heeft men zich die vraag gesteld vanwege de vele stormen daar. Amerikaanse onderzoekers hebben nu overtuigende aanwijzingen gevonden dat de toename van de stormactiviteit past in het natuurlijke klimaatbeeld zoals dat vanaf het einde van de laatste ijstijd bestaat voor het dichtbevolkte noordoosten van de Verenigde Staten.

Voor het onderzoek werden de sedimenten geanalyseerd die in de laatste 13.000 jaar zijn afgezet op de bodem van meren in de staat Vermont en in het oosten van de staat New York. In die sedimenten komen lagen voor waarvan de karakteristieken wijzen op extreem zware, met heftige regenval gepaard gaande stormen. Ze vallen op doordat het normale bodemsediment vooral bestaat uit een modderachtige massa met een grote hoeveelheid fijn verslagen plantenresten (gyttja), terwijl de 'stormlagen' bestaan uit veel zandiger materiaal dat van de heuvelachtige gebieden rondom de meren bij zware regenval het meer zijn ingespoeld. De dikte van deze zandiger lagen is een functie van de hoeveelheid regenval, die zelf gerelateerd is aan de sterkte van de regenstormen. Daarom kan uit de dikte van de lagen ook de heftigheid van de storm worden afgeleid. De frequentie van de 'stormlagen' is uiteraard een maat voor de frequentie van stormactiviteit. Zo kan uit het voorkomen van deze lagen een beeld worden verkregen dat, in ieder geval in grote lijnen, de 'stormgeschiedenis' weerspiegelt.

In een ritme van ongeveer 3000 jaar komen de stormlagen steeds terug. Dat ritme komt goed overeen met gegevens over neerslag die in boorkernen uit de ijskap van Groenland zijn gevonden, dus van toeval lijkt geen sprake. Beide vertonen ook, passend in het ritmische beeld, een toename van de stormactiviteit gedurende de laatste 600 jaar, waarbij ook de zwaarte van de stormen en de hoeveelheid neerslag gemiddeld iets toenemen.

De perioden met de sterkste stormactiviteiten in de afgelopen 13.000 jaar vonden hun hoogtepunt omstreeks 11.900, 9100, 5800 en 2600 jaar geleden. Tussen die hoogtepunten liggen dus respectievelijk 2800, 3300 en 3200 jaar. Dat betekent volgens de onderzoekers dat we momenteel in een periode van toenemende stormactiviteit leven; over zo’n 200-600 jaar zal het hoogtepunt van de huidige cyclus worden bereikt.

Waarom stormperioden met zo’n ritme optreden, hebben de auteurs zichzelf ook afgevraagd. Ze merken daarover op dat het ritme precies aansluit bij dat van de zogeheten Arctische Oscillatie. Die beďnvloedt niet alleen het klimaat in het oosten van de Verenigde Staten, maar ook in het westen van Europa. De onderzoekers durven daarom ook te stellen dat de huidige stormactiviteit in zowel de Verenigde Staten als in Europa een natuurlijk fenomeen is, waarvan de intensiteit ook duidelijk valt binnen de variaties zoals die van nature zijn te verwachten.

Referenties:
  • Noren, A.J., Bierman, P.R., Steig, E.J., Lini, A. & Southon, J., 2002. Millennial-scale storminess variability in the north-eastern United States during the Holocene epoch. Nature 419, p. 821-824.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Toenemend aantal stormen past in natuurlijk beeld' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (2 november 2002).

298 Mummie van dino gevonden
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 !


'LEONARDO' ONTDEKT EN GEPREPAREERD IN MONTANA

Mummificatie is een proces dat alleen onder uitzonderlijke omstandigheden van nature optreedt. Vondsten beperken zich grotendeels tot 'veenlijken' en 'woestijnlijken', die stammen uit de afgelopen eeuwen of hooguit millennia. Er is nu echter een mummie gevonden van 77 miljoen jaar oud. Het gaat om een exemplaar van Brachylophosaurus canadensis, een hadrosauriër van 6,7 m groot, die in de zomer van 2000 werd opgegraven onder leiding van Nate Murphy, een paleontoloog die verbonden is aan het Phillips County Museum in Malta (in de Amerikaanse staat Montana). In de afgelopen eeuw zijn er slechts twee vergelijkbare mummies ontdekt, (door Charles Sternberg, een beroemde 'fossielenjager'), maar geen van beide is zo goed geconserveerd als de nieuwe vondst. Het belangrijkste van de vondst is dat de huidafdrukken over vrijwel het gehele lichaam bewaard zijn gebleven. Dat levert een veel beter beeld op van het uiterlijk dan tot nu toe beschikbaar was. Volgens Lawrence Witmer van de Ohio University in Athens (in de Amerikaanse staat Ohio) gaat het om een prachtig exemplaar waar heel veel van te leren valt.

De vondst werd gedaan in het kader van een nonprofit organisatie die geologisch veldwerk voor leken organiseert. De groep, onder leiding van Murphy, ontdekte het skelet waarvan zo’n 90% van de botten aanwezig zijn, en hakte het uit tot een steenblok van 6500 kg. In het museum kon het fossiel verder worden uitgeprepareerd.

Bovendien werden er inwendig fossiele planten gevonden, die het laatste maal van de hadrosauriër moeten hebben gevormd. Die planten zijn inmiddels gedetermineerd door Dennis Braman, een palynoloog van het Royal Tyrell Museum in Drumheller (Canada), dat zelf een fraaie collectie dinosauriërs herbergt. Braman kon meer dan veertig plantensoorten onderscheiden, waaronder zoetwateralgen, varens, en diverse angiospermen.

Referenties:
  • Stokstad, E., 2002. Dinosaur 'mummy' unveiled. Science 298, p. 957.

Afbeelding met toestemming van het Judith River Dinosaur Institute en Phillips County Museum Montana.

299 Vulkanisme na opsmelting aardmantel door inslag hemellichaam mogelijk oorzaak massauitstervingen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Als er een komeet of asteroďde van enkele kilometers groot op aarde inslaat, wordt niet alleen het ecosysteem sterk verstoord (zoals bleek bij de inslag 65 miljoen jaar geleden, toen onder meer de dinosauriërs uitstierven), maar kan ook vulkanisme op extreem grote schaal ontstaan. Dat concluderen Amerikaanse en Britse aardwetenschappers op basis van hydrodynamische modellen, die ze combineren met bekende gegevens over processen die in de aardmantel tot opsmelting kunnen leiden.

De onderzoekers berekenden de mate waarin de mantel als gevolg van decompressie bij een inslag kan opsmelten onder de inslagkrater. Hun berekeningen wijzen uit dat daarbij, al direct na de inslag, genoeg opsmelting kan plaatsvinden om het gebied onder de inslagkrater te doen veranderen in een plaats waar opstijgend magma zich een weg omhoog baant als een zogeheten mantelpluim, zoals die bijv. nu onder Hawaii en IJsland aanwezig zijn en daar zorgen voor een 'hot spot'. Die hot spot zou qua positie uiteraard waarschijnlijk niet passen in het beeld van de convectiestromen in de aardmantel en daardoor veranderingen kunnen teweeg brengen in het hele convectiepatroon.

De bij het opsmeltingsproces vrijkomende energie is volgens de onderzoekers vooral afkomstig van zwaartekracht (wegzakken van zwaarder, vast materiaal in het lichtere, minder visceuze materiaal), en komt bovenop de energie die vrijkomt als gevolg van de kinetische energie die afkomstig is van de inslag zelf. Dat betekent dat de verhouding tussen opgesmolten massa en krater veel groter zal zijn dan tot nu toe werd aangenomen: de onderzoekers komen - bij de inslag van een ijzermeteoriet met een diameter van 20 km die de aarde treft met een snelheid van 10 km per seconde - op een volume voor het opgesmolten mantelmateriaal in de orde van grootte van een miljoen kubieke kilometer.

Zoveel opgesmolten mantelmateriaal zal naar alle waarschijnlijkheid leiden tot grootschalig vulkanisme. Dit is mogelijk ook (mede)oorzaak van de diverse momenten van massauitsterving in het geologische verleden. De onderzoekers wijzen in dit verband op het voorbeeld van de grootste massauitsterving die we kennen: aan het einde van het Perm, ongeveer 250 miljoen jaar geleden. In Siberië ontstonden toen basaltplateaus die honderdduizenden vierkante kilometers beslaan, en die waarschijnlijk nog veel verder doorlopen onder gebieden waar ze bedekt worden door jongere gesteenten.

Een hoge temperatuur in het inwendige (als gevolg van radioactief verval) waardoor grote hoeveelheden lava kunnen uitvloeien vereist een minimale grootte van een planeet. De aarde voldoet aan die eis. Bij de meeste andere planeten van ons zonnestelsel is dat niet het geval. Dat verklaart volgens de onderzoekers waarom de andere planeten veel meer grote (meer dan 200 km in doorsnede) inslagkraters aan hun oppervlak vertonen dan de aarde. Dat zou volgens hen het gevolg kunnen zijn van het feit dat na inslag op aarde heet magma opsteeg en dat het resulterende vulkanisme zelf zo de sporen van de inslagkrater geheel of grotendeels uitwiste.

Referenties:
  • Jones, A.P., Price, G.D., Price, N.J., DeCarli, P.S. & Clegg, R.A., 2002. Impact induced melting and the development of large igneous provinces. Earth and Planetary Science Letters 202, p. 551-561.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl