NGV-Geonieuws 5

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Oktober 1999, jaargang 1 nr. 5

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 53 Nieuwe laserapparatuur voor voorspelling van vulkaanuitbarstingen
  • 54 Schaalvormende diergroepen mogelijk veel ouder dan verondersteld
  • 55 Klei uit Baikalmeer weerspiegelt paleoklimatologische ontwikkeling
  • 56 Catastrofaal ontstaan meer liep ook weer catastrofaal leeg
  • 57 Door klimaatfluctuaties 'megaoverstromingen' in Mississippi-gebied
  • 58 Klimaat op grens Krijt/Tertiair veranderd door zeer grote basaltuitvloeiïngen
  • 59 Duitsland overstroomt niet bij rijzende zeespiegel
  • 60 Abrupte klimaatverandering door leeglopen van Canadese meren
  • 61 Waddenzee niet bedreigd door gasboring
  • 62 Zogeheten 'Messinian salinity crisis' astronomisch gedateerd
  • 63 Problemen bij opslag van aardolie in verlaten zoutmijn

    << Vorige uitgave: 4 | Volgende uitgave: 6 >>

53 Nieuwe laserapparatuur voor voorspelling van vulkaanuitbarstingen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Vulkaanuitbarstingen, met hun soms catastrofale gevolgen, zijn nog steeds moeilijk voorspelbaar. Dat heeft vooral een technische oorzaak: materiaal waarmee gegevens moeten worden verzameld, zijn nauwelijks bestand tegen de uiterst agressieve omstandigheden (hoge temperaturen, corrosieve stoffen) bij actieve vulkanen. Daardoor kunnen aanwijzingen voor een komende uitbarsting, bijv. in de vorm van veranderende concentraties van uitgestoten gassen, vaak niet of onvoldoende nauwkeurig worden verzameld.




Duitse onderzoekers menen nu een oplossing te hebben gevonden. In het kader van een op 3 juli door de Deutsche Forschungsgemeinschaft en het Duitse Bundesforschungsministerium aangekondigde gezamenlijke 'zwaartepuntprogramma', zal de vulkaan Galera (Colombia) als proefkonijn dienen van nieuw ontwikkelde apparatuur. Die omvat een laser met een golflengte in het infrarood, dat is een golflengte waarin zwavelwaterstof een absorptielijn vertoont. Kort voor een uitbarsting neemt de uitstof van deze stof namelijk vaak af doordat magma uit de diepe ondergrond opstijgt waardoor de druk ter plaatse wordt verhoogd, zodat een verandering optreedt in de onderlinge verhouding van de opstijgende gassen; ook tast het opstijgende magma vaak andere gesteentetypen op zijn weg aan, dus ook weer andere gassen laten vrijkomen. De zo ontstane verandering in de concentraties van gassen die aan het aardoppervlak vrijkomen, kunnen worden gemeten. De praktische implementatie van dit eenvoudige principe is uiteraard minder simpel. De apparatuur mag niet wegcorroderen en moet van een veilige afstand van zo’n vijf kilometer kunnen worden bediend. Bovendien is in fumarolen (plaatsen waar hete zwavelgassen uit een heetwaterbron opstijgen) de zwavelwaterstof altijd vermengd met waterdamp. Die waterdamp verstrooit het laser, wat tot onjuiste metingen zou leiden.

Voor de uitvoering van de meting wordt daarom een indirecte methode gevolgd. De laserstraal wordt daarbij geleid door een volledig geïsoleerde glasvezel, die zelf is omgeven door een corrosiebestendige metalen buis waarin perforaties zijn aangebracht. In de glasvezel, die bestaat uit kern, cladding en mantel, wordt op een kort stukje een 'lek' aangebracht, waardoor licht ontsnapt. De hoeveelheid daarvan hangt af van het verschil in brekingsindex tussen kabel en omgeving. De brekingsindex van de 'omgeving' hangt weer af van de verhouding tussen waterdamp en zwavelwaterstof. Zo is de concentratie van die laatste stof te berekenen. De automatisch berekende concentraties worden door de apparatuur doorgeseind naar de onderzoekers, die zich dus op een veilige afstand kunnen houden.

Het onderzoek aan de Galera wordt uitgevoerd door fysici van de Technische Universität Clausthal en een geoloog van de Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover. Voorwaarde is uiteraard dat de vulkaan dan niet op uitbarsten staat. 'Niemand zou het aandurven om zijn meetapparatuur naar een vulkaan te dragen op een moment vlak voor een uitbarsting', zegt Ulrike Willer daarover, een van de fysici die bij het project zijn betrokken.

Referenties:
  • Anoniem, 1999. Wie kündigt sich ein Vulkanausbruch an? G.O.-Wissen Online / Technische Universität Clausthal

54 Schaalvormende diergroepen mogelijk veel ouder dan verondersteld
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De evolutie van het dierenrijk, zoals we ons die momenteel voorstellen, is grotendeels gebaseerd op fossiele vondsten. Met de loop der tijd ontstaat er meer variatie en treden tal van nieuwe taxonomische eenheden op. Wanneer een bepaald taxon (bijv. een orde, een familie, een geslacht of een soort) op aarde verscheen, is natuurlijk nooit bekend; als begin wordt daarom de ouderdom van de (toevallige) vondst van het 'oudste' exemplaar genomen.

Inmiddels zijn er biochemische technieken ontwikkeld die ons in straat stellen om in te schatten wanneer een bepaald taxon zich afscheidde van zijn voorlopers. En daarbij blijkt vaak een opvallende overeenkomst te bestaan met de oudst bekende fossielen van dat taxon. Kennelijk geeft de huidige kennis van de paleontologie een redelijk goed beeld van de ontwikkeling van het leven op aarde. Voor sommige groepen gaat dat echter helemaal niet op. Zo zouden foraminiferen - microscopisch kleine schelpdiertjes die nu en in grote delen van de geologische geschiedenis de meest voorkomende groep microfossielen vorm(d)en - volgens de biochemie veel eerder moeten zijn ontstaan dan uit fossiele vondsten bekend is.

Dit probleem heeft mogelijk een zeer eenvoudige oplossing: er zijn recentelijk namelijk foraminiferen ontdekt die geen kalkschaaltje vormen. Omdat het juist die schaaltjes zijn die als fossiel bewaard blijven (zachte lichaamsdelen hebben slechts een uiterst geringe kans om bewaard te blijven), zou het heel goed kunnen zijn dat de eerste foraminiferen een soort 'naaktslakjes' vormden die geen sporen in de geologische geschiedenis hebben nagelaten. En dat zou uiteraard eveneens voor tal van andere diergroepen kunnen gelden.

Deze 'ontdekking' heeft, zoals zo vaak, een interessante voorgeschiedenis. Juist vanwege de discrepantie tussen de bekende ouderdom (Cambrium) van de foraminiferen en hun hypothetische biochemische ouderdom (Precambrium), zochten de onderzoekers naar een schaalloze foraminifeer voor biochemische analyse. Zo’n soort was echter niet bekend, zodat de onderzoekers een exemplaar namen van Reticulomixa filosa, een reuzenamoebe uit het zoetwatermilieu die, bijv. wat zijn pseudopodiën betreft, veel overeenkomst met foraminiferen vertoont. Deze soort was ingedeeld bij de Athalamea, die nauw verwant zijn met de klasse van de Foraminifera. Van deze 'amoebe' werd het rDNA onderzocht, evenals bepaalde genensequenties. Daarbij bleek tot ieders verrassing dat deze soort niet bij de Athalamea maar bij de Foraminifera moet worden ingedeeld! Zo werd de eerste schaalloze foraminifeer ontdekt, die bovendien als enige nu bekende soort niet in het mariene milieu leeft. Dit impliceert onder meer dat foraminiferen niet langer als schaalvormende protisten kunnen worden omschreven.

Volgens de onderzoekers heeft Reticulomixa filosa zijn schaal waarschijnlijk verloren bij zijn aanpassing aan het zoetwatermilieu. Ze menen echter dat naakte foraminiferen (en andere doelgroepen) wel degelijk reeds lang voor hun geschaalde klassegenoten kunnen zijn ontstaan, wat zou betekenen dat de belangrijkste groepen van eukaryoten veel eerder dan nu verondersteld gedurende het Precambrium zijn gediversifieerd.

Referenties:
  • Pawlowski, J., Bolivar, I., Fahrni, J., Vargas, C. de & Bowser, S.S., 1999. Naked foraminifers revealed. Nature 399, p. 27.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Naakte foraminifeer ontdekt, aanwijzing voor hoge ouderdom' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (5 juni 1999).

55 Klei uit Baikalmeer weerspiegelt paleoklimatologische ontwikkeling
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het Baikalmeer, in zuidoost Siberië, ligt in een sterk dalende slenk (een zogeheten rift valley). Als gevolg daarvan vindt er een vrijwel continue sedimentatie plaats en is erosie nagenoeg afwezig. Dat levert dus een sedimentpakket op dat een vrijwel ononderbroken weergave vormt van de omstandigheden ter plaatse. Daarom is een project opgezet waarbij lange boorkernen uit het meer worden opgehaald en geanalyseerd. Een van de doelstellingen daarvan is een reconstructie van de paleoklimatologische ontwikkeling.

Een probleem daarbij is dat een eventuele klimaatfluctuatie moet worden afgeleid uit eigenschappen van het sediment of uit specifieke stoffen (inclusief fossielen) die in het sediment zijn opgenomen. Deze parameters reageren echter niet alle even snel en duidelijk op een klimaatverandering. Dat is een van de belangrijkste redenen waarom nog steeds zoveel onzekerheden over het vroegere klimaat bestaan. Er is dan ook grote behoefte aan parameters die snel op zo’n klimaatfluctuatie reageren, die ruimschoots voorhanden zijn, die een redelijk betrouwbaar beeld van het klimaat schetsen, en die snel en goedkoop kunnen worden geanalyseerd. Een dergelijke combinatie van eigenschappen komt echter uiteraard weinig voor.

Een interessante ontwikkeling op dit gebied lijkt nu plaats te vinden door het analyseren van de in de boorkernen aanwezige typen klei. Het gaat daarbij vooral om de relatieve verhoudingen tussen de diverse kleimineralen binnen het totale kleipakket (deeltjes kleiner dan 2 micron). In het geval van het Baikalmeer betreft dat voornamelijk illiet, illiet/smectiet, chloriet en kaoliniet. De verhoudingen tussen deze soorten blijken duidelijke fluctuaties te vertonen, zowel in de bovenste sedimentpakketten overal in het meer zelf (die met eenvoudige boortechnieken konden worden bemonsterd), als in de kernen van meer dan 100 m lang die aan het einde van de Selenga-delta werden opgehaald.

De zo verkregen kleimonsters werden door een Amerikaans en een Duits onderzoeksteam onafhankelijk van elkaar geanalyseerd. De resultaten werden vervolgens vergeleken met gegevens uit andere bronnen. Het bleek dat de kleiverhoudingen vooral afhingen van twee factoren: de veranderingen in het klimaat, en veranderingen in het herkomstgebied van de aangevoerde klei. De klimaatfluctuaties overheersten in de bovenste (dus jongste) 40 m van de meerafzetting, terwijl veranderingen in het herkomstgebied vooral de samenstelling van de oudere sedimenten bepaalden.

Bij hogere temperaturen bleek het aandeel illiet/smectiet (en soms dat van kaoliniet) toe te nemen. Dat deze klei een goede klimaatindicator is bleek uit vergelijking van de gevonden frequentiecurve met een temperatuurcurve zoals die is opgesteld met behulp van zuurstofisotopen in sedimenten die in zee zijn afgezet. De conclusie is dan ook dat kleianalyse een betrekkelijk eenvoudige, vrijwel altijd mogelijke en goedkope manier is om inzicht te krijgen in klimaatfluctuaties die plaatsvinden in het centrale deel van continenten.

Referenties:
  • Yuretich, R., Melles, M., Sarata, B. & Grobe, H., 1999. Clay minerals in the sediments of Lake Baikal: a useful climate proxy. Journal of Sedimentary Research 69, p. 588-596.

56 Catastrofaal ontstaan meer liep ook weer catastrofaal leeg
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Aardbevingen kunnen direct grote schade toebrengen aan mens en milieu, maar ook indirect. Een voorbeeld daarvan vormt de geschiedenis van een meer dat in prehistorische tijden ontstond en na een aantal eeuwen weer leegliep. Het gaat om een soort natuurlijk stuwmeer in de Rio de las Conchas (Argentinië). Deze rivier stroomt nabij het dorpje Alemania over zo’n 1200 m door een kloof die is uitgeslepen in een zandsteen die bestaat uit chaotische brokken, en die tot zo’n 100 m boven het huidige waterniveau uitsteekt. De directe omgeving bestaat uit zandsteen met een identieke petrografische samenstelling, maar normaal gelaagd en zonder de merkwaardige 'brokken'.

Aanvankelijk werd het pakket met de brokken toegeschreven aan een prehistorische modderstroom die ontstaan zou zijn doordat vulkanisch materiaal, na met water te zijn verzadigd, van een steile helling in het dal afgleed. Bill Wayne, een geoloog van de Universiteit van Nebraska, heeft daarvoor nu echter een geheel andere (en beter onderbouwde) verklaring voor gegeven. Het blijkt dat het pakket bestaat uit een massa die van ca. 200 m hoger omlaag is gevallen toen een groot stuk gesteente tijdens een aardbeving (met een geschatte intensiteit van V op de schaal van Mercalli-Richter). Dat daarbij een enorme hoeveelheid materiaal in beweging kwam is niet verwonderlijk, want het desbetreffende gesteente wordt door talrijke spleten doorsneden en ook nu nog komen er regelmatig bergstortingen (zij het van geringere omvang) voor. De massa die destijds omlaag kwam wordt door Wayne geschat op 60 miljoen kubieke meter.

De enorme massa rotsblokken en gruis damde de rivier af, met een dam van minimaal 75 m hoog (maar plaatselijk meer). Als gevolg daarvan ontwikkelde zich daarachter een natuurlijk stuwmeer dat zo’n 16 km lang was. In dat meer, waarin het water uiteraard veel minder snel stroomde dan in de rivier, kon zich een nieuwe fauna ontwikkelen, met onder meer schelpen van het geslacht Biomphalaria. De exemplaren in de bovenste afzettingen konden met de C-14 methode worden gedateerd als 4800-5000 jaar oud. Deze afzettingen zijn over grote delen van het 'stuwmeer' zo’n 3 m dik en de onderzoeker neemt aan dat voor hun vorming enkele honderden jaren nodig waren. Hij schat daarom dat de bergstorting zo’n 6000-5500 jaar geleden plaatsvond.

De uit voornamelijk enorme blokken opgebouwde 'stuwdam' was, hoewel zich in de loop der tijd ongetwijfeld fijner materiaal nestelde in de open ruimtes, waarschijnlijk nogal permeabel. Daardoor is het waarschijnlijk mogelijk geweest dat het rivierwater meestal gewoon kon worden afgevoerd en dat slechts tijdens perioden van hoge waterafvoer zoveel water werd toegevoerd dat daarmee het meer kon worden opgebouwd. Op den duur ontstond echter toch een niet langer stabiele situatie, hetzij doordat zich een natuurlijke 'tunnel' door de dam had ontwikkeld (een bekend proces), hetzij dat het water plaatselijk de top van de dam bereikte en daar een depressie in uitschuurde. Hoe dan ook, het meer liep plotseling leeg, waarschijnlijk binnen enkele dagen. Dat moet gepaard zijn gegaan met een enorme vloedgolf, want grote brokstukken zandsteen worden tot 4 km stroomafwaarts aangetroffen.

Referenties:
  • Wayne, W.J.1999. The Alemania rockfall dam: a record of a mid-Holocene earthquake and catastrophic flood in northwestern Argentina. Geomorphology 27, p. 295-306.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Argentijns stuwmeer ontstond door vallende brokken' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (12 juni 1999).

57 Door klimaatfluctuaties 'megaoverstromingen' in Mississippi-gebied
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

057 In de Golf van Mexico ligt een grote, diepe depressie, het Orca-Bekken, met een doorsnede van zo’n 20 km. Omdat het water in de diepte zeer zout is en vrijwel geen zuurstof bevat, is er op de bodem geen leven aanwezig dat de oorspronkelijke gelaagdheid van de sedimenten op de bodem kan verstoren. Analyse van die sedimenten geeft dus een goed beeld van het materiaal dat in de loop der tijd is aangevoerd, en van de wisselingen daarin. Die wisselingen worden voor een belangrijk deel veroorzaakt door de Mississippi, die in de Golf van Mexico uitmondt. Deze enorme rivier, waarvan de grootste tak in de delta bij de monding een breedte heeft van enkele kilometers, voert een gigantische hoeveelheid materiaal mee, Het grofste deel daarvan bezinkt snel, waardoor de delta zich steeds verder uitbouwt; het fijnere materiaal wordt verder de Golf van Mexico ingebracht en vormt ook een belangrijk onderdeel van de 'normale' sedimenten die in het Orca-Bekken bezinken.

Oceanografen hebben nu die afzettingen in het Orca-Bekken nauwkeurig onderzocht. Zij kwamen daarbij tot een opzienbarende conclusie. De enorme overstromingen die de benedenloop van de Mississippi in 1993 teisterden waren geen uitzondering, maar eerder regel, en eigenlijk nog maar een schim van wat er in het verleden gebeurde. Het blijkt dat gedurende de afgelopen 5000 jaren diverse perioden, steeds zo’n 500-1200 jaar van elkaar gescheiden, optraden waarin 'megaoverstromingen' plaatsvonden. Die perioden hielden gewoonlijk enkele tientallen jaren aan; daarin trad niet jaarlijks zo’n overstroming op, maar dat gebeurde wel diverse malen binnen zo’n korte periode. Bij die mega-overstromingen voerde de rivier niet alleen veel meer zand- en slibdeeltjes mee naar de Golf van Mexico dan gewoonlijk, maar de kracht van de rivier was dan - uiteraard - ook veel groter. Als gevolg daarvan zijn de mega-overstromingen’ in het sediment van het Orca-Bekken vastgelegd in de vorm van laminae met relatief grote korrels. Hierbij moet worden bedacht dat het Orca-Bekken maar liefst 290 km uit de kust ligt. Deze afstand kan normaliter bij lange na niet worden overbrugd door grove deeltjes die door de Mississippi worden meegevoerd.

De onderzoekers menen te kunnen vaststellen dat er een relatie bestaat tussen de perioden van mega-overstromingen en het klimaat. Zij leggen die relatie op basis van fossiel plankton dat met de anorganische deeltjes in het bodemsediment aanwezig is. Bij de klimaatfluctuaties zou het oceanische circulatiepatroon zijn veranderd (in het bijzonder de route van de zogeheten Loop Current, die in de Golfstroom uitmondt). Door het veranderende circulatiepatroon wordt de Golfstroom warmer, wat leidt tot meer verdamping, waardoor in het Midden-Westen van de Verenigde Staten de regenval zeer sterk zou toenemen, zodat de Mississippi zoveel extra water te verwerken krijgt dat mega-overstromingen in de benedenloop onvermijdelijk zijn.

Enigszins ter geruststelling voegen de onderzoekers toe dat de laatste periode van deze mega-overstromingen zo’n 300 jaar geleden eindigde, wat - gezien het patroon gedurende de laatste 5000 jaar - zou impliceren dat voor ten minste de komende twee eeuwen geen nieuwe serie van dergelijke catastrofale overstromingen is te verwachten.

Referenties:
  • Brown, P., Kennett, J.P. & Ingram, B.L., 1999. Marine evidence for eoisodic Holocene megafloods in North America and the northern Gulf of Mexico. Paleoceanography 14, p. 498-510.
  • Holden, C., 1999 (ed.). Wet old days in the Midwest. Science 285, p. 1007.

58 Klimaat op grens Krijt/Tertiair veranderd door zeer grote basaltuitvloeiïngen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Aan het einde van het Krijt stierven massaal diersoorten uit. Dat wordt toegeschreven aan de inslag van een reusachtige meteoriet, maar waarschijnlijk spelen ook andere factoren een rol. Zo vond omstreeks dezelfde tijd ook een enorme uitvloeiïng plaats van basalten op het Deccan Plateau (India). Het betrokken basaltgebied beslaat nu zo’n 500.000 km2, maar oorspronkelijk moet een ruim vijfmaal zo groot gebied zijn bedekt. De lavabedekking is honderden meters dik, plaatselijk nog veel meer. Die enorme massa lava is niet in een fase uitgestroomd, maar in pulsen. Daardoor worden er soms afzettingen tussen gevonden. Zo is er een pakket schalies (te beschouwen als een versteende klei) die in een groot, sterk alkalisch meer zijn afgezet. In het meer leefden onder meer gastropoden, waarvan de fossiele schelpen zijn opgevuld met diverse typen SiO2: een amorf cement, microkristallijne kwarts en chalcedoon.

Uit de diverse karakteristieken van de meerafzettingen, de fossielen en de gevormde mineralen concluderen de Indiase onderzoekers dat het klimaat ter plaatse destijds semi-aride was. Dat is opmerkelijk, omdat India destijds (zoals blijkt uit een reconstructie van de continentverschuivingen) subhumide tot humide geweest zou moeten zijn. De mogelijkheid van een onjuiste interpretatie van het vroegere klimaat sluiten de onderzoekers uit, omdat elders in India fossiele bodems uit dezelfde tijd zijn aangetroffen die eveneens wijzen op een semi-aride klimaat. Anderzijds zijn de gegevens over de continentverschuiving zo ondubbelzinnig dat er geen twijfel bestaat dat India destijds in een (sub)humide klimaatszone lag.

Deze discrepantie verklaren de auteurs door de invloed op het klimaat die de reusachtige uitvloeiïngen van basalten over het uitgestrekte Deccan Plateau moeten hebben gehad. Ze gebruiken daarbij de term 'imitatie-ariditeit'. De droogte zou zijn veroorzaakt door de uitstoot van de spleetvulkanen. Volgens eerdere schattingen zou daarbij 5x1017 mole CO2 zijn vrijgekomen. Radiometrische ouderdomsbepalingen wijzen op een tijdsduur van de uitvloeiïgen van 530.000 jaar, zodat per jaar gemiddeld ca. 1012 mole CO2 moet zijn uitgestoten, wat de concentratie van dit gas in de atmosfeer met 20-25% zou kunnen hebben verhoogd. Alleen daarom al zou het klimaat door de uitstoot zijn beïnvloed.

Bovendien zou de basaltbedekking van dergelijke grote oppervlakken hebben gezorgd voor een vrijwel geheel van vegetatie gespeend gebied, omdat er (nog) geen bodem was waarin planten wortel konden schieten. Het gebrek aan vegetatie draagt ook bij aan een droger klimaat.

De onderzoekers komen op basis van deze invloed op het klimaat over minimaal dit gebied tot de conclusie dat waarschijnlijk ook elders in de wereld de basaltuitvloeiïngen op het Deccan Plateau hebben bijgedragen aan klimaatveranderingen. Daarmee zou het massale uitsterven van diersoorten op de grens van Krijt en Tertiair mede door dit vulkanisme zijn beïnvloed.

Referenties:
  • Khadkikar, A.S., Sant, D.A., Gogte, V. & Karanth, R.V., 1999. The influence of Deccan volcanism on climate: insights from lacustrine intertrappean deposits, Anjar, western India. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 147, p. 141-149.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Basaltuitvloeiingen veranderden klimaat op grens Tertiair' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (26 juni 1999).

59 Duitsland overstroomt niet bij rijzende zeespiegel
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

De zeespiegel stijgt nog steeds, als een van de naweeën van het afsmelten van de grote landijskappen na de laatste ijstijd. Aanvankelijk steeg de zeespiegel, die zo’n 10.000 jaar geleden meer dan 100 m lager stond dan nu, zeer snel, maar inmiddels is die stijging tot vrijwel nul gereduceerd. Volgens sommige onderzoekers zou er echter een nieuwe stijging te verwachten zijn als gevolg van het broeikaseffect. Door anderen wordt dat overigens betwijfeld. Ook over de gevolgen van een eventuele toekomstige zeespiegelstijging bestaat grote onenigheid. Volgens sommige instanties, waaronder in Nederland Rijkswaterstaat, levert de voortgaande zeespiegelstijging grote gevaren op voor de veiligheid van de kustbewoners, tenzij er grote waterstaatkundige werken zouden worden uitgevoerd.


BUITENDIJKS GEBIED NOORD-DUITSLAND

In Duitsland denkt men daar anders over. Aardwetenschappers onder leiding van Prof. Streif (Hannover) hebben ongeveer 23.000 boringen uitgevoerd in een gebied van zo’n 5000 km2 voor de Duitse kust, tussen de monding van de Eems en die van de Onder-Weser. In de boorkernen hebben ze de ontwikkeling van de sedimentatie ter plaatse vergeleken met die van de afgelopen 8500 jaar, zoals de Deutsche Forschungsgemeinschaft op 10 augustus bekend maakte.

In die 8500 jaar is de zeespiegel zo’n 25 meter gestegen. Dat de Noordzee (of de Waddenzee) onder invloed daarvan niet veel verder landinwaarts is komen te liggen, is te danken aan de afzetting in het betrokken gebied van ca. 41 miljard kubieke meter zand, klei en veen, zoals ook in West- en Noord-Nederland is gebeurd. Die enorme hoeveelheid materiaal zorgde voor een ophoging van de zeebodem met gemiddeld ongeveer een centimeter per jaar; van die centimeter komt gemiddeld 90% uit zee en is 10% aangevoerd door rivieren.

De onderzoekers stellen vast dat de ophoging van de buitendijkse bodem gelijke tred heeft gehouden met de zeespiegelstijging. Dat noch de sedimentatie noch de zeespiegelstijging heeft overheerst gedurende een periode van enkele duizenden jaren, vinden ze verbazingwekkend. Ook al is het mechanisme achter deze situatie (nog) niet gevonden, het kan moeilijk op toeval berusten. Er moet dus sprake zijn van een soort wetmatigheid, die op z’n minst langdurige geldigheid heeft. De onderzoekers kunnen ook geen aanwijzingen vinden voor een proces dat een voortzetting van de natuurlijke - met de zeespiegelstijging gelijke tred houdende - bodemophoging zou belemmeren als in de komende eeuwen de zeespiegel nog verder zou stijgen. De verandering van het natuurlijke milieu door de bedijking heeft het sedimentatiegebied verkleind, zodat er eerder sprake zou zijn van een extra sterke bodemophoging dan van een afname in de snelheid daarvan.

Referenties:
  • Anoniem, 1999. Mit steigendem Meeresspiegel wächst die Küste in die Höhe - Norddeutscher Küstenraum geht nicht unter. G.O.-Wissen Online / Deutsche Forschungsgemeinschaft.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Duitse onderzoekers niet bang voor rijzende zeespiegel' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (25 september 1999).

60 Abrupte klimaatverandering door leeglopen van Canadese meren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Gedurende het Pleistoceen hebben aanzienlijke - en vaak snelle - klimaatfluctuaties plaatsgevonden. Er komen steeds meer aanwijzingen dat veranderingen in de oceanische circulatiepatronen daar direct mee te maken hebben, en dat die circulatiepatronen soms moeten zijn verstoord door locale veranderingen in het zoutgehalte. Die zouden op hun beurt dan weer veroorzaakt moeten zijn door plotselinge wijzigingen in de aanvoer naar zee van zoet water. Welk mechanisme daar achter kan zitten, was tot nu toe niet erg duidelijk. Weliswaar is reeds geruime tijd bekend dat een plotselinge aanvoer van grote massa’s zoet water naar de oceaan kan plaatsvinden bij het afbreken van grote stukken landijs (vooral van Groenland maar ook van Antarctica), maar deze zogeheten Heinrich-gebeurtenissen kunnen lang niet alle verstoringen verklaren.

Dat geldt bijvoorbeeld voor de abrupte verandering die zo’n 8000-8400 jaar geleden plaatsvond. De temperatuur in centraal-Groenland daalde in die betrekkelijk korte tijd met maar liefst 4-8 °C en met 1,5-3 °C in het noordoostelijke deel van de Atlantische Oceaan en de gebieden daaromheen. Het afkoelingspatroon dat toen over een dergelijk groot gebied optrad, wijst erop dat ter plaatse de overdracht van warmte vanuit de oceaan aan de atmosfeer sterk afnam.

Een groep Amerikaanse en Canadese onderzoekers lijkt daar nu een goede verklaring voor te hebben gevonden. Ze maken aannemelijk dat de afkoeling van de noordoostelijke Atlantische Oceaan een direct gevolg was van een zeer sterke aanvoer van ijskoud (zoet) water via de Hudson-straat. Ze komen tot die conclusie op basis van een analyse (op basis van C-14) van de opslagcapaciteit van de Hudsonbaai; vergelijking daarvan met gegevens over andere glaciale meren die destijds bestonden op de plaats van de huidige grote Canadees/Amerikaanse meren (hun leeglopen werd verhinderd door de nog bestaande uitlopers van de landijskap) geeft aan dat Lake Agassiz en Lake Ojibway plotseling grotendeels moeten zijn leeggelopen. Dat catastrofale leeglopen vond waarschijnlijk plaats doordat een ijsdam, onder invloed van de langzaam stijgende temperatuur, zover was afgesmolten dat hij niet langer bestand was tegen de druk die door de enorme watermassa’s in de meren op die dam werd uitgeoefend. Het plotselinge leeglopen, dat de onderzoekers dateren op 8470 jaar geleden, moet volgens de berekeningen in zeer korte tijd 10.000 km3 ijskoud water in de Labradorzee hebben doen uitstromen. Dat beïnvloedde uiteraard het zoutgehalte in de oceaan, en daarmee ook de thermohaliene circulatie. Bovendien verlaagde het aangevoerde (zoete dus lichte) water de gemiddelde temperatuur van het oppervlaktewater, waardoor het water minder warmte dan tevoren aan de atmosfeer kon afstaan.

De conclusie is daarom dat leeglopende meren de meest abrupte grootschalige temperatuurdaling van de laatste 10.000 jaar hebben veroorzaakt, merkwaardig genoeg mogelijk juist in gang gezet door een temperatuurstijging die ijsdammen deed bezwijken.

Referenties:
  • Barber, D.c, Dyke, A., Hillaire-Marcel, C., Jennings, A.E., Andrews, J.T., Kerwin, M.W., Bilodeau, G., McNeely, R., Southon, J., Morehead, M.D. & Gagnon, J.-M., 1999. Forcing the cold event of 8,200 years ago by catastrophic drainage of Laurentide lakes. Nature 400, p. 344-348.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Abrupte ijsdambreuk veroorzaakte snelle klimaatfluctuatie' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (7 augustus 1999).

61 Waddenzee niet bedreigd door gasboring
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 !

Volgens een rapport van de Nederlandse Aardoliemaatschappij (NAM) zal het wad geen noemenswaardige of onherstelbare schade oplopen als gevolg van de gasboringen die de NAM in de Waddenzee wil uitvoeren. Er zouden volgens de NAM namelijk waarschijnlijk nog grote voorraden gas onder het Waddengebied aanwezig zijn. De Waddenvereniging heeft direct kritiek geuit op het feit dat het rapport is geschreven door onderzoekers die in opdracht van de NAM werkten, zodat het niet objectief zou zijn. Bovendien zouden alleen maar gegevens over bodemdaling zijn gebruikt die door de NAM waren aangeleverd, en die cijfers vindt de vereniging onbetrouwbaar. De Waddenvereniging pleit daarom voor een nieuw, onafhankelijk onderzoek.

Het rapport is vooral van belang omdat het geldt als een van de belangrijkste stukken op basis waarvan het kabinet voorstellen over toekomstige gasboringen in de Wadden zal doen aan de Tweede Kamer. Die gasboringen houden het huidige kabinet, net zoals eerdere kabinetten, verdeeld: de Minister van Milieu (Pronk) is tegen en de minister van Economische Zaken (Jorritsma) is voor.

Onomstreden is dat de bodem van de Waddenzee door gasboringen zal dalen. Volgens het rapport zal die daling locaal maximaal 28 cm bedragen en omstreeks het jaar 2050 worden gerealiseerd. Het rapport stelt echter ook dat de gevolgen voor het milieu, die naar verwachting vooral in het Pinkegat tussen Ameland en Schiermonnikoog zullen optreden, niet evenredig groot zullen zijn. Juist vanwege de dalende bodem zal er namelijk vanuit de Noordzee meer zand tussen de Waddeneilanden door het waddengebied worden ingebracht, waardoor een groot deel van de bodemdaling weer teniet zal worden gedaan. Bij eb droogvallende platen, die belangrijk zijn voor veel diersoorten, zullen dan ook blijven bestaan en de hoeveelheid schelpdieren zal nauwelijks verminderen. Een achteruitgang in de vogelstand lijkt mogelijk, maar zal slechts van tijdelijke aard zijn.

Daarbij wordt verder aangetekend dat de gevolgen van een eventuele zeespiegelrijzing - al dan niet samenhangend met het broeikaseffect - veel grotere negatieve consequenties zal kunnen hebben. In dat kader stellen de onderzoekers echter ook dat zelfs die zeespiegelstijging geen schade zal veroorzaken als de stijging in de toekomst niet sneller plaats zal vinden dan momenteel.

Opvallend is dat in de discussie geheel geen plaats lijkt ingeruimd voor de natuurlijke ontwikkeling van het waddengebied. Een dergelijke kustvorm ontstaat in een periode van snelle zeespiegelrijzing, zoals die plaatsvond toen, na de laatste ijstijd, veel landijs smolt en het smeltwater uiteindelijk weer in zee terechtkwam. Stopt de zeespiegelrijzing of wordt die te langzaam, dan is een waddengebied gedoemd in een geologisch korte periode (duizend jaar?) te verdwijnen. Dat komt doordat de eilanden aan de zeezijde door golferosie worden afgebroken en aan de binnenzijde, in de luwte, aangroeien, zodat ze langzaam naar de kust toe 'wandelen'. Hoe snel dat gaat met de Nederlandse Waddeneilanden is uit geschriften heel goed bekend. Aan de andere kant bouwt de kwelder op het vasteland zich, door afzetting van klei bij (vooral) springvloed, steeds verder uit. Na verloop van tijd groeien zo de eilanden en de kust van het vasteland aan elkaar vast, waarbij het waddenkarakter dus geheel verloren gaat. Een bodemdaling in het waddengebied zou dit proces kunnen vertragen, omdat er meer sediment vanuit volle zee moet worden aangevoerd voor de totale opvulling. Zo bekeken houden gasboringen in het waddengebied het huidige karakter dus juist langer voor het nageslacht in stand.

Referenties:
  • Krantenbericht. NAM: geen schade door gasboring - volgens onderzoekers herstelt bodem van Waddenzee zich goed. Algemeen Dagblad 13-3-1999, p. 3.

62 Zogeheten 'Messinian salinity crisis' astronomisch gedateerd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !

De zogeheten 'Messinian salinity crisis', een periode van sterk verhoogde zoutconcentraties in de Middellandse Zee, behoort tot de meest catastrofale gebeurtenissen die op aarde hebben plaatsgevonden. De Middellandse Zee raakte enkele miljoenen jaren geleden geïsoleerd van de Atlantische Oceaan. Gedurende warme perioden sloegen toen, door een te hoog oplopende concentratie van zouten na verdamping van het zeewater enorme hoeveelheden zouten neer; schattingen lopen op tot 6% van al het zeezout.

Bij gebrek aan marien leven komen in de afzettingen die gevormd werden op de bodem van het 'Middellandse Meer' geen fossielen voor. De reeks van gebeurtenissen kon daarom niet nauwkeurig worden gedateerd. Een op astronomische tijdrekening gebaseerd onderzoek van de Utrechtse aardwetenschappers Krijgsman en Hilgen, in samenwerking met enkele Italiaanse, Spaanse en Amerikaanse collega’s, betekent een doorbraak . Ze maakten gebruik van cycli in de aardbaan, die resulteren in cycli in de afzettingen, omdat het klimaat de cycli van de aardbaan (en variaties in de afstand tot de zon) weerspiegelt.

De datering van de verantwoordelijke gebeurtenissen, waartoe zeker ook behoort het weer plotseling vollopen van de Middellandse Zee door een (nieuwe) opening naar de Atlantische Oceaan via de Straat van Gibraltar, heeft altijd veel tegenstrijdigheden opgeleverd. Dat hangt samen met het feit dat de gebeurtenissen in het gebied nauwelijks te maken hadden met geologische ontwikkelingen daarbuiten. Door de cycli in de sedimenten te koppelen aan de astronomische cycli hebben de onderzoekers de crisis nu echter, naar het lijkt, onomstotelijke gedateerd, zo een einde makend aan langdurige (en soms hoog oplopende) controverses. Daarbij bewijzen ze en passant dat de gebeurtenissen in het hele bekken gelijktijdig plaatsvonden, iets wat ook al omstreden was.

Het begin van de saliniteitscrisis moet 5,96 miljoen jaar geleden hebben plaatsgevonden; waarschijnlijk zakte het water in de Middellandse Zee sterk door snelle verdamping als gevolg van een warmer wordend klimaat. Zo’n 5,59 miljoen jaar geleden raakte de Zee geïsoleerd van de Atlantische Oceaan door tektoniek in de ondergrond, mogelijk deels ook omdat het water zover was gezakt dat de 'drempel' bij Gibraltar droogviel. Eenmaal geïsoleerd zakte het water in het 'Middellandse Meer' snel door verdamping. Dat blijkt onder meer uit de canyonachtige kloven die in de helling van het bekken tussen 5,59 en 5,50 miljoen jaar geleden werden geërodeerd. Door de sterke verdamping ontstonden - nadat eerst andere sedimenten waren afgezet - tussen 5,50 en 5,33 miljoen jaar geleden de dikke zoutpakketten. Dat de binnenzee 5,33 miljoen jaar geleden plotseling weer volliep, moet worden toegeschreven aan een stijging van het niveau van de Atlantische Oceaan, waardoor de drempel bij Gibraltar weer kon worden gepasseerd (en verder uitgeschuurd).

Hoewel hiermee nog niet alle vragen rondom de zogeheten 'Messinian salinity crisis' zijn beantwoord, geven de gevonden dateringen in ieder geval een goed houvast voor de tijdsduur van de opeenvolgende processen. Van minstens zoveel belang lijkt echter dat de onderzoekers een methode hebben weten te ontwikkelen waarin sedimenten zonder mariene fossielen toch nauwkeurig kunnen worden gedateerd. Dat opent perspectieven voor het beantwoorden van vragen over tal van andere omstreden afzettingen.

Referenties:
  • Krijgsman, W., Hilgen, F.J., Raffi, I., Sierro, F.J. & Wilson, D.S., 1999. Chronology, causes and progression of the Messinian salinity crisis. Nature 400, p. 655.
  • McKenzie, J.A., 1999. From desert to deluge in the Mediterranean. Nature 400, p. 613-614.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Crisis zoutgehalte Middellandse Zee alsnog gedateerd' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (14 augustus 1999).

63 Problemen bij opslag van aardolie in verlaten zoutmijn
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De Bryan Mound zoutdiapier nabij Freeport (Texas) heeft geruime tijd gediend om, via oplossing, zout te winnen. Daarbij zijn vier grote holtes ontstaan. In 1977 werd besloten om die holtes, in het kader van de aanleg van een strategische olievoorraad, te gebruiken voor de opslag van ruwe olie. Tussen 1980 en 1984 werden daartoe in dezelfde zoutdiapier nog 16 extra ruimten gevormd.

Inmiddels is met de opslag van olie in deze zoutdiapier ruime ervaring opgedaan. Daarover berichtten twee geologen met dezelfde naam en initialen (Karl M. Looff en Kurt M. Looff) op een bijeenkomst die van 15 tot 17 september in Lafayette werd gehouden door de Gulf Coast Association of Geological Societies. Die ervaring blijkt niet onverdeeld gunstig: er hebben zich inmiddels 54 gevallen voorgedaan van grote afstortingen van de wanden en de 'daken' van de oplosholten. In sommige ruimten lopen die afstortingen op tot honderden tonnen per jaar; in een van de holtes is dat zelfs gemiddeld 9800 ton per jaar. Opvallend genoeg zijn er echter ook ruimtes waar geheel geen noemenswaardige afstortingen plaatsvinden.

De vraag waarom de ene ruimte wel veel schade oplevert en de andere niet, is uiteraard van groot economisch belang bij het gebruik van de oplosholtes als opslagruimten. Om die vraag te beantwoorden is een gedetailleerde kartering van de diapier uitgevoerd (met geofysische methoden), waarbij zeer verfijnde apparatuur ook bewegingen van het zout in de diapier registreerde. Daarbij is gebleken dat er in de diapier, die een doorsnede heeft van ongeveer 1500 x 2000 m, twee centrale assen bestaan waarlangs het zout beweegt. In het gebied tussen die twee assen blijken de meeste afstortingen van zout voor te komen. Hoe verder van deze zone af, hoe geringer - via een overigens niet geheel regelmatig patroon - de afstortingen in aantal en omvang. Opvallend is dat in het gebied direct rondom de twee assen waarlangs de zoutbeweging plaatsvindt, geheel geen afstortingen hebben plaatsgevonden.

De gevonden relatie tussen de stabiliteit van de holten en de differentiële zoutbewegingen wordt van groot belang geacht voor het ontwerp van toekomstige opslagruimten in zoutdiapieren. Daarbij wordt voor de zoutdiapiren langs de Golf van Mexico vooral gedacht aan tijdelijke opslag van olie en gas.

Referenties:
  • Looff, K.M. & Looff, K.M., 1999. Possible geologic influence on salt falls associated with the storage caverns at Bryan Mound, Brazoria County, Texas, 1999. Geology and geochemistry of gas hydrates, central Gulf of Mexico continental slope. In: W.C. Terrell & L. Czerniakowski (red.): Transactions forty-ninth annual convention of the Gulf Coast Association of Geological Societies (Lafayette, 1999), p. 322-331.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl