NGV-Geonieuws 58

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 December 2003, jaargang 5 nr. 23

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 395 Uitloging van ijzerslakken zorgt voor meest basische milieu ter wereld - toch leven
  • 396 Atollen in Grote Oceaan blijken zeer jong
  • 397 Plioceen had 'warme' zoogdierfauna boven poolcirkel
  • 398 Griekse goden gerelateerd aan bodemtypen
  • 399 Haughton-krater lijkt morfologisch sterk op inslagkraters op Mars

    << Vorige uitgave: 57 | Volgende uitgave: 59 >>

395 Uitloging van ijzerslakken zorgt voor meest basische milieu ter wereld - toch leven
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

In een gebied even ten zuidoosten van Chicago is het grondwater - met een pH van 12,8 - verreweg het meest basische ter wereld, maar toch blijken er organismen in te leven. Het grondwater heeft zijn uitzonderlijk basische karakter (te vergelijken met dat van soda) te danken aan de uitloging van de slakken van hoogovens en waarschijnlijk ook ander industrieel afval. De slakken zijn gedurende meer dan een eeuw in het gebied gedumpt om meren en moerassige stukken land op te vullen. Naar schatting is in het gebied zoín biljoen (1012) m3 verontreinigd afval gestort, waarvan naar schatting ongeveer de helft uit slakken bestaat. Vegetatie is op grote stukken van het gebied geheel afwezig.

Tot nu toe was grondwater met een pH van 12,8 ongekend. De meest basische levensgemeenschappen die tot nu toe bekend waren, leven in milieus met een pH tot maximaal 11. Het gaat daarbij om bacteriŽn in het Monomeer in California, in vulkanische pakketten op Groenland, en in met cement verontreinigd grondwater in een diepe goudmijn in Afrika. Toch blijkt het grondwater in het onderzochte gebied bij Chicago levende organismen te herbergen. Op een van de onderzochte plaatsen komen twee geslachten van bacteriŽn voor, die volgens een genetische analyse nauw verwant zijn aan Clostridium en Bacillus. Analyse van hun RNA-sequenties wees uit dat ze het sterkst gerelateerd zijn aan thermofiele (d.w.z. milieus van 45-80 EC prefererende) bacteriŽn. Dat is opvallend, want de temperatuur in de slakken is niet bijzonder hoog, en die in het grondwater al helemaal niet. In de winter daalt de temperatuur flink, en stijgt de pH nog verder.

Op vijf andere plaatsen komen in het grondwater bacteriŽn voor die behoren tot de Proteobacteria. Het gaat onder meer om Leptothrix mobilis. Een andere gevonden bacterie lijkt sterk op Hydrogenophaga pseudoflava, een bacterie die waterstof oxideert. Dit wijst er volgens Roadcap op dat deze bacterie zich voedt met waterstof die vrijkomt bij de corrosie van metallisch ijzer uit de slak. De activiteit van deze bacterie nam af bij proeven waarbij de pH van het water met behulp van gebluste kalk werd teruggebracht tot 12,33; bij opvoering van de pH (met NaOH) tot 13,2 nam de activiteit ook af, zij het minder. Dit wijst erop dat de bacteriŽn zich geheel hebben aangepast aan hun extreme milieu.

Het is een mysterie hoe deze merkwaardige bacteriŽn hun huidige leefplaats hebben bereikt. Niet uit te sluiten valt dat de bacteriŽn in de afgelopen eeuw zijn geŽvolueerd uit soorten die in iets minder basische milieus leefden. Er is ook niets bekend over een eventuele verspreiding van de gevonden bacteriŽn tot buiten het gebied waar de slakken zijn gestort. In principe zijn microben in staat om potentieel gevaarlijke stoffen te concentreren en naar elders (bijv. meren) te transporteren, maar voor zover bekend heeft dat verschijnsel zich nog niet voorgedaan.

Referenties:
  • Roadcap, G., Bethke, C.M., Sanford, R.A., Pardinas, J. & Qusheng, J. 2003. Microbial community found thriving in very alkaline (pH 12-13) groundwater. In: Abstracts with Programs GSA Annual meeting and exhibitions (Seattle, 2003). Geological Society of America, p. 379.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Zelfs in het meest basische milieu ter wereld is nog leven' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (8 november 2003).

396 Atollen in Grote Oceaan blijken zeer jong
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie ! Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie !

Antropologen hebben zich lang afgevraagd waarom de PolynesiŽrs een 'rustpauze' van zoín 1500 jaar inlasten op hun geleidelijke verbreiding van het westen naar het oosten in de Grote Oceaan (Stille Zuidzee). Volgens William Dickinson, een geoloog van de Universiteit van Arizona, was die pauze noodgedwongen, omdat er in die 1500 jaar geen eilandjes waren die als tussenstation op de reis konden dienen. Nu zijn die eilandjes er volop, veelal in de vorm van atollen, zoals Bikini (bekend van Franse atoomproeven). Destijds bestonden ze echter nog niet, want ze zijn nog geen tweeduizend jaar oud, volgens Dickinson.


ATOL

Sinds het midden van de 19e eeuw hebben wetenschappers, onder wie Darwin, zich het hoofd gebroken over de ontstaanswijze van atollen: ringvormige eilanden die aan hun oppervlak bestaan uit rifachtig materiaal (vaak in de vorm van koraalgruis). Darwin dacht dat atollen ontstonden doordat riffen bleven aangroeien aan de bovenkant van de kraterpijp van een langzaam wegzakkende vulkaan. Later werd vrij algemeen aangenomen dat dit ringvormige aangroeien van koralen (die grotendeels dicht onder het zeeniveau leven) niet plaats vond rondom een wegzakkende vulkaankrater, maar omdat de zee (na de lage zeespiegelstand tijdens de laatste ijstijd) steeg. Volgens Dickinson is het complexer, en gaat het om een samenspel tussen zeespiegelfluctuaties en verticale bewegingen van de zeebodem.

Voor het begin van de laatste ijstijd (115.000 jaar geleden) bouwden koralen riffen op de toppen van nauwelijks door de zee overstroomde vulkaantoppen. Op het hoogtepunt van de ijstijd, 95.000 jaar geleden, staken die vulkanen door de zeespiegeldaling ver boven zee uit; ze vormden eilanden met steile rotskusten. Regenwater op die eilanden drong de grond binnen, loste daar kalk op en voerde het mee naar de buitenzijde van het eiland. Daar kwam het kalkrijke grondwater weer naar buiten, waarbij het deels verdampte zodat het oververzadigd aan kalk raakte. Daardoor sloeg kalk uit het water chemisch neer, waarbij het harde korsten op de kliffen vormde. Erosie zorgde ervoor dat deze verkorste stroken aan de buitenzijde van het eiland langzamer werden afgebroken dan de koraalgesteenten zonder zoín korst. Het eiland veranderde zo op den duur in een harde, ringvormige wal rondom een depressie van relatief zacht gesteente.

Toen het landijs zoín 18.000 jaar geleden begon af te smelten, begon de zeespiegel weer te stijgen. Ongeveer 8500 jaar geleden kwam de zee weer op het niveau van de top van de eilanden; vanaf dat moment moesten de koraalriffen omhoog blijven aangroeien om het zeeniveau bij te houden. Ze deden dat vanaf de hoogste harde ondergrond, dus vanaf de ringvormige wal. Dat ging door tot ongeveer 4000 jaar geleden, toen de zee in het tropische deel van de Grote Oceaan zijn hoogste stand bereikte: ongeveer twee meter hoger dan thans. Daarna zakte de zeespiegel iets, doordat de bodem in meer gematigde zones daalde als gevolg van isostatische compensatie voor het verdwenen ijs op hoge breedte. Ongeveer 1000 jaar geleden bereikte de zeespiegel in het tropische deel van de Grote Oceaan weer ongeveer zijn huidige niveau. De ringvormige atollen staken toen dus maximaal twee meter boven de zeespiegel uit.

De bovenstaande verklaring is niet helemaal nieuw, maar Dickinson is wel de eerste die er goede bewijzen voor heeft. Die betreffen: boorkernen van zes atollen die de ouderdom van het rif na de laatste ijstijd onthullen, dateringen die aangeven hoe de zeespiegelstand in de laatste 125.000 jaar veranderde, en berekeningen over de erosie van de kalksteenplateaus. Deze drie series gegevens blijken volledig op elkaar aan te sluiten. Daarmee is dus niet alleen een plausibele verklaring gevonden voor het ontstaan van atollen, maar tegelijk het probleem opgelost van de 'lange pauze' van de reislustige PolynesiŽrs: die konden zich enkele duizenden jaren geleden nu eenmaal niet vestigen op eilanden die nog niet waren gevormd.

Referenties:
  • Dickinson, W.R., 2003. Atoll and Motu history: eustasy and hydro-isostasy. In: Geoscience horizons (Seattle, 2003): Abstracts with programs. The Geological Society of America, p. 259.

Afbeelding van website Stephan Dassow.

397 Plioceen had 'warme' zoogdierfauna boven poolcirkel
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !

Gedurende het Vroeg-Plioceen (5-4 miljoen jaar geleden) was het klimaat in het noorden van Amerika veel vriendelijker voor plant en dier dan nu. Zo vriendelijk dat de boomgrens meer dan 2000 km noordelijker lag dan nu. Dat kon omdat de zomertemperatuur zoín 10 EC hoger was dan nu, en de wintertemperatuur zelfs zoín 15 EC. Dat blijkt uit onderzoek dat is uitgevoerd op Ellesmere Island, een eiland ten noorden van het vasteland van Canada op 78E noorderbreedte.

Een en ander blijkt uit onderzoek van een op Ellesmere Island voorkomend veenpakket. Het veen accumuleerde in een meertje dat ontstaan was door een beverdam. Om het meer lag een bos dat vooral uit lariksen bestond; de boomgrens lag er niet ver vandaan. Het veen geeft niet alleen via de daarin uiteraard aanwezige plantenresten een beeld van het milieu - en daarmee ook van de toenmalige temperatuur - maar ook via de erin voorkomende gefossiliseerde kevers en de resten van talrijke zoogdieren.

De boomsoorten die in het veen gevonden zijn, omvatten onder meer een uitgestorven soort lariks (Larix groenlandii), de spar (Picea), een denneboom die taxonomisch dicht staat bij de in Japan levende soort Pinus pumila), de els (Alnus) en de berk (Betula). Deze soortenrijkdom aan bomen was groter dan de huidige in het noorden van Amerika. Van kevers (Coleoptera) werden 16 uitgestorven soorten aangetroffen. Ze geven, zowel voor de zomer als voor de winter, dezelfde temperatuurverschillen aan met nu als de flora doet.

De aangetroffen zoogdieren behoren tot taxa die voor het grootste deel thans niet meer in Noord-Amerika voorkomen, maar die nog wel in EuraziŽ vertegenwoordigd zijn, zij het via andere soorten. De zoogdierfauna in zijn geheel wijst er dan ook op dat er destijds uitwisseling tussen de noordelijke gebieden van Amerika en AziŽ is geweest. De zoogdieren omvatten een bever (cf. Dipoides intermedius), een konijn (cf. Hypolagus vetus) en een hondachtig dier van het geslacht Eucyon. Daarnaast zijn restanten gevonden van de beer (Ursus abstrusus), drie musteliden (een veelvraat - cf. Plesiogulo; een vismarter - Martes; en een nieuwe soort das - Arctomeles sotnikovae). Ook gevonden zijn restanten van een drietenig paard (Plesiohipparion) en een hert (Moschus), dat op een nu in SiberiŽ levende soort lijkt.

Toen 2,6 miljoen jaar geleden het ijs zich begon uit te breiden en het gebied met een permafrost steeds groter werd, veranderde het beeld volledig. Er zijn slechts weinig soorten uit het veen op Ellesmere Island die ook in de Pleistocene fauna worden teruggevonden.

Referenties:
  • Tedford, R.H. & Harington, R., 2003. An Arctic mammal fauna from the Early Pliocene of North America. Nature 425, p. 388-390.

398 Griekse goden gerelateerd aan bodemtypen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

Gregory Retallack, een geoloog van de Universiteit van Oregon, denkt dat de verering van de diverse goden in de klassieke Griekse Oudheid gerelateerd was aan bodemtypen. Hij kwam tot die conclusie na bestudering van de bodems waarop tempels voor de verering van Zeus, Apollo, Aphrodite en diverse andere Griekse goden werden gebouwd. Hij onderzocht de bodemgesteldheid ter plaatse van veertig bekende tempels in Griekenland en op Cyprus, en stelde vast dat de tempels voor een bepaalde godheid altijd op hetzelfde type bodem waren gebouwd. Dat was zo nadrukkelijk het geval dat Retallack denkt dat zelfs mogelijk is om via bodemonderzoek de goden te achterhalen aan wie tempels waren gewijd waarvan nu nog slechts restanten over zijn.

Volgens Retallack is het goed mogelijk dat de diverse Griekse goden als het ware personificaties zijn van diverse locale leefgewoonten, veelal gebaseerd op de wijze waarop de kost werd verdiend. De goden weerspiegelen zo in feite de leefgewoonten van onder meer vissers, jagers/verzamelaars (de term 'verzamelaars' wordt in de archeologie gebruikt voor leefgemeenschappoen die voor hun voedsel in hoge mate afhankelijk waren van het zoeken van eetbare gewassen, vruchten, etc.), veehouders en landbouwers.

Dat zou heel ver kunnen gaan: zo waren bij de verering van Demeter (de godin van de landbouw), zaaien en oogsten uiteraard van belang (het geloof in een hiernamaals en in wedergeboorte was hiermee overigens ook geassocieerd), wat ertoe leidde dat tempels van Demeter op gronden zijn terug te vinden die geschikt zijn voor landbouw. Dat geldt evenzeer voor tempels gewijd aan Dionysus, de god van de wijn.

In tegenstelling daarmee zijn de tempels voor godheden zoals Poseidon (de god van de zee) en Aphrodite (de godin van de schoonheid en de liefde, die echter tegelijk een soort beschermheilige van zeevaarders was) gebouwd op kustnabije gronden die te droog waren voor landbouw. Op gelijke wijze vond Retallack dat de tempels van Apollo (de god van licht en kunst), Hestia (godin van het vuur), Hephaistos (god van het onderaardse vuur en de smeedkunst), Ares (de god van de oorlog) en diverse andere goden op plaatsen stonden waar de bodem en de daarop groeiende planten een relatie vertoonden met de aard van de godheid.

Referenties:
  • Retallack, G.J., 2003. Soils and agricultural potential at sacred sites of classical (480-338BC) Greece and Cyprus. In: Abstracts and programs GSA Annual meeting and exhibition (Seattle, 2003). Geological Society of America, p. 99.

399 Haughton-krater lijkt morfologisch sterk op inslagkraters op Mars
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Om de landschapsvormen van Mars te kunnen begrijpen, is het nodig te analyseren door welke processen ze zijn ontstaan. Omgekeerd kan men de processen die het Marsoppervlak zijn huidige vorm hebben gegeven, echter alleen maar reconstrueren op basis van die vormen. Er is dus sprake van een vicieuze cirkel die moeilijk te doorbreken lijkt. De meest verantwoorde aanpak lijkt het zoeken van landschappen op aarde die een sterke gelijkenis met bepaalde Marsgebieden vertonen, en waarvan men de ontstaanswijze kent (of althans denkt te kennen). Daarbij is overigens een probleem dat landschappen op aarde in principe tot op de millimeter nauwkeurig in kaart kunnen worden gebracht, terwijl men bij Mars is aangewezen op betrekkelijk weinig gegevens die veelal ook nog vanaf grote hoogte zijn verzameld.


HAUGTON KRATER IN CANADA

Sommige kraters op Mars, die als inslagkraters worden geÔnterpreteerd, en die (relatief) nauwkeurig in kaart zijn gebracht, blijken een analoge structuur op aarde te hebben. Dat is de Haughton-krater in Canada. Wat deze krater op aarde zo geschikt maakt als analoog voor Marskraters, is dat ook de morfologie van zijn omgeving sterk op die van bepaalde Marskraters lijkt.

Het meest gedetailleerde onderzoek van het Marsoppervlak is uitgevoerd met de zogeheten Mars Observer Laser Altimeter, aan boord van de Mars Global Surveyor. Het onderzoek van de Haughton-krater en zijn omgeving is, vanuit de Canadese RADARSAT-1 satelliet, uitgevoerd met zogeheten Interferometric Synthetic Aperture Radar, waarmee subtiele variatie in het oppervlak kunnen waargenomen en waarmee een 3-D beeld kan worden verkregen door opnames te maken vanuit de satelliet bij het passeren van hetzelfde gebied via iets verschillende banen.

Het beeld van de Haughton-krater dat op deze wijze is verkregen, heeft een nauwkeurigheid in hoogte van minder dan 10 m. De opnamen tonen een beeld met een karakteristieke kraterwal, alsmede een netwerk van geulen binnen en buiten de krater, ook in het lage kustgebied. De krater die volgens geologische en vooral geofysische gegevens zoín 24 km in doorsnede is, blijkt uit de opnamen iets kleiner te zijn. De geulen die uit de opnames naar voren komen, en die te verklaren zijn door insnijding van smeltwaterstromen, vertonen dezelfde karakteristieken als tal van geulen op Mars; dit proces wordt ook verondersteld kleinere geulen op sommige Marskraters te hebben veroorzaakt.

Referenties:
  • Mahmood, A., Kooij, M. Van der & Giugni, L.-Ph., 2003. Crater serves as terrestrial analog for Martian impact structures. Eos 84, p. 426.

Afbeelding uit: http://landsat.gsfc.nasa.gov/education/l7downloads/


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl