NGV-Geonieuws 6

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 December 1999, jaargang 1 nr. 6

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 64 Hawaii bestaat uit materiaal van grote diepte in de aardmantel
  • 65 Seismische gegevens direct 'vertaald' in gesteente-karakteristieken
  • 66 Archaeopteryx kon echt vliegen
  • 67 Gashydraten in Golf van Mexico vormen risico voor olieleidingen
  • 68 Sahara heeft astronomische oorzaak
  • 69 Vorming van diamant uit vloeibare carbonaten in aardmantel nagebootst
  • 70 Abrupte klimaatverandering door leeglopen van Canadese meren
  • 71 Toegankelijkheid van digitale kaartbestanden in toekomst problematisch
  • 72 Supernova veroorzaakte mogelijk massaal uitsterven op aarde
  • 73 Gassen uit oude olievelden veroorzaken ontploffingsgevaar
  • 74 Relatie koolzuurgas / temperatuur geologisch steeds meer omstreden
  • 75 Aangepaste militaire laser is uitkomst voor paleontologen
  • 76 Uitbarsting Thera vernietigde Minoïsche beschaving tussen 1604 en ca. 1500 jaar v.Chr.
  • 77 Uit oceaan vrijkomend methaan zorgde 55 miljoen jaar geleden voor dramatische verandering van atmosfeer

    << Vorige uitgave: 5 | Volgende uitgave: 7 >>

64 Hawaii bestaat uit materiaal van grote diepte in de aardmantel
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Niet de Himalaya’s maar enkele Hawaiiaanse eilanden zijn in feite de hoogste bergen. Ze steken hoger boven de zeebodem uit dan de Himalaya’s boven het hun omringende gebied. Ook op ander gebied vormen deHawaiiaanse eilanden buitenbeentjes. Dat blijkt onder meer uit onderzoek van Franse en Amerikaanse onderzoekers die in het basalt aan de hand van lood-, zuurstof-, osmium- en hafnium-isotopen de herkomst van dat gesteente zijn nagegaan.

Bekend was uiteraard dat Hawaii uitzonderlijk actief vulkanisme vertoont. Anders hadden ook nooit zulke hoge (merendeels onderzeese) vulkanen kunnen worden gevormd. Het materiaal waaruit de vulkanen bestaan wordt omhooggebracht door een 'pluim' van magma dat vanuit de aardmantel oprijst. Algemeen werd aangenomen dat die pluim, ondanks zijn uitzonderlijke formaat, zijn oorsprong had in de buitenste aardmantel. Die is op geochemische gronden goed van de middelste te onderscheiden.

Het onderzoek leverde in eerste instantie een resultaat op dat niet zo heel erg verrassend lijkt: in het magma dat als basaltische lava uitvloeit, komen grote hoeveelheden materiaal voor dat afkomstig moet zijn van vroegere diepzeekleien. Dat is niet verwonderlijk, want diepzeekleien in de grote diepzeetroggen (die ontstaan waar de ene aardschol als gevolg van de continentverschuiving wordt weggedrukt onder de andere) komt uiteindelijk, via de diepe delen van de aardkorst wel vaker - zo niet als regel - in de aardmantel terecht. In dit geval bleek de oude oceanische korst echter weliswaar geheel in echt mantelmateriaal te zijn ingebed, maar het had zich daar niet mee vermengd: het vormde als het ware aparte brokken die, ondanks de hoge temperatuur en druk in de aardmantel, en ondanks de daar optredende convectiepatronen, hun eigen identiteit hadden behouden.

Deze vondst wordt nog opmerkelijker wanneer men beseft dat het onderzoek tegelijk heeft uitgewezen dat de onderzochte lava voor slechts een minimaal gedeelte afkomstig is van de buitenste aardmantel; deze geringe hoeveelheid is waarschijnlijk meegesleurd aan de rand van de pluim, toen die door de bovenste aardmantel heendrong (de grens tussen binnen- en buitenmantel ligt op ca. 660 km diepte). Het merendeel van het basaltische magma moet uit de binnenmantel afkomstig zijn, mogelijk zelfs van dichtbij de grens met de aardkern.

Uit de verhouding van de lood-isotopen is verder af te leiden dat de 'meegevoerde' stukken oude oceaanbodem zo’n driemiljard jaar oud moeten zijn. Dat zou kunnen betekenen dat de diepste delen van de aardmantel langdurig dienst kunnen doen als 'stalling' voor materiaal dat onder invloed van continentverschuiving tot zeer diep in de aarde is gepenetreerd. Bij continentverschuiving in de vroege aardgeschiedenis moeten dus net zulke onderschuivingen van korstmateriaal hebben plaatsgevonden als nu het geval is.

Referenties:
  • Blichert-Toft, J., Frey, F.A. & Albarede, F., 1999. Hf isotope evidence for pelagic sediments in the source of Hawaiian basalts. Science 285, p. 879-882.
  • Lassiter, J., 1999. Hawaiian plume dynamics. Science 285, p. 846-848.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Basalt op Hawaii komt van grote diepte in de aardmantel' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (21 augustus 1999)

65 Seismische gegevens direct 'vertaald' in gesteente-karakteristieken
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geofysica !

Welke gesteenten in de ondergrond voorkomen, en wat hun eigenschappen zijn, is uiteraard van groot belang voor de exploratie van delfstoffen. Via boringen kan men over die eigenschappen veel te weten komen, en met geofysische 'logs' vanuit die boorgaten nog meer. Maar boringen zijn duur en in geologisch complexe gebieden moeten zeer veel boringen worden gezet om een betrouwbaar beeld van de ondergrond te verkrijgen.

Daarom zijn seismische methoden ontwikkeld, waarmee - via de reflectie en refractie van kunstmatig opgewekte schokgolven - een beeld van de ondergrond kan worden verkregen zonder dat boringen nodig zijn. Met uitsluitend seismiek krijgt men echter weinig of geen relevante informatie over de in de diepte aanwezige gesteenten zelf, en nog minder van hun karakteristieken (bijv. hun porositeit, die van groot belang is bij olie- en gaswinning).

Geologisch kent men duidelijke verbanden tussen geofysische metingen vanuit boorgaten en de gesteentekarakteristieken. Ook zijn er tal van verbanden bekend tussen dergelijke metingen en de daarmee corresponderende seismische gegevens. Het lijkt dus voor de hand te liggen dat er ook een directe relatie is tussen seismische gegevens en gesteentekarakteristieken. Dat verband was echter tot voor kort niet erg duidelijk. Roger Young, een geoloog van GeoScope Exploration, presenteerde echter medio september op de 49e bijeenkomst van de Gulf Coast Association of Geological Societies in Lafayette (Louisiana) - een groep die sterk op de olie- en gasindustrie is gericht - een techniek met behulp waarvan conventionele seismische gegevens worden 'vertaald'. Die 'vertaling' levert gegevens over uiteenlopende gesteentekarakteristieken zoals de samenstelling, de porositeit en de eventuele aanwezigheid van koolwaterstoffen.

De techniek werd weliswaar in ruwere vorm al eerder toegepast, maar is nu zodanig verfijnd dat er zeer betrouwbare interpretaties mogelijk zijn. De praktijk heeft dat uitgewezen. Een bijkomend voordeel is dat de recente ontwikkeling van een veel verfijnder techniek ook de mogelijkheid biedt om steeds meer gesteentetypen op basis van de seismische gegevens te onderscheiden.

Referenties:
  • Young, R.A., 1999. A technology to extract lithology, porosity and hydrocarbon content from conventional seismic data. In: W.C. Terrell & L. Czerniakowski (red.): Transactions forty-ninth annual convention of the Gulf Coast Association of Geological Societies (Lafayette, 1999), p. 62-73.

66 Archaeopteryx kon echt vliegen
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 !

Er zijn slechts weinig min of meer complete skeletten bekend van Archaeopteryx, de oudst bekende fossiele vogel. Op basis van die paar skeletten wordt al zo’n honderd jaar heftig gediscussieerd over zijn vliegvermogen. Dat hij goed ontwikkelde vleugels had, staat buiten kijf. Maar kon hij er ook mee vliegen? Dat achtten veel deskundigen onwaarschijnlijk, omdat hij nooit van de grond zou kunnen zijn opgestegen. De bouw van zijn poten - en de daarmee samenhangende spierstructuur - leek namelijk te wijzen op een maximale loopsnelheid van zo’n 2 m/s (7 km/uur), wat ongeveer een derde is van de snelheid die hij had moeten halen om van de grond los te kunnen komen.

Het is echter evolutionair gezien zeer onwaarschijnlijk dat zich vleugels zouden hebben ontwikkeld als die niet een soort vliegvermogen zouden hebben opgeleverd. Daarom meenden sommige paleontologen dat Archaeopteryx in bomen omhoog klom om vandaar omlaag te zeilen, min of meer zoals ook sommige van de huidige zoogdieren dat doen. De fossiele restanten van Archaeopteryx maken het echter - zacht uitgedrukt - hoogst twijfelachtig dat hij in een boom kon klimmen.


SKELET VAN ARCHAEOPTERYX

Het raadsel lijkt nu opgelost. Onderzoekers hebben namelijk berekend dat Archaeopteryx wel degelijk voldoende loopsnelheid kan hebben ontwikkeld om te kunnen opstijgen. Volgens de Amerikanen, die de 'start' van de vogel vanuit aërodynamisch oogpunt hebben geanalyseerd, kon de vogel zijn loopsnelheid voldoende opvoeren dankzij het gebruik van zijn vleugels. Door met zijn vleugels te fladderen tijdens de aanloop ontwikkelde hij zoveel extra voortstuwing dat hij de vereiste snelheid voor opstijgen kon bereiken. Bovendien leverde het gebruik van de vleugels extra liftvermogen. Dit is in wezen niet anders dan bij veel recente vogels die slechte vliegers zijn (bijv. kippen), en lijkt in veel opzichten op de wijze waarop watervogels vanuit het water opstijgen: met behulp van hun vleugelslag ontwikkelen ze voldoende liftvermogen om over het water te kunnen 'lopen', en al lopend zorgen de fladderende vleugels voor een toenemende snelheid.

De onderzoekers wijzen met nadruk op het belang van de voortstuwende kracht die de vleugelslagen moeten hebben gehad. Die is namelijk waarschijnlijk ook opgetreden bij de geveerde, maar nog niet tot de vogels gerekende, viervoetige voorlopers van de vogels, zoals Caudipterix en Protoarchaeopteryx. Nog verder terug in de tijd kwamen zelfs diverse sauriërs voor die, gezien de bouw van hun voorste ledematen, ook met een soort vleugels kunnen hebben gefladderd. Dat kan hebben geholpen om harder te rennen, maar heeft mogelijk ook reeds een zeker loskomen van de grond mogelijk gemaakt. De onderzoekers wagen zich (nog?) niet expliciet aan een belangrijke consequentie: het vliegvermogen van de vogels en hun directe voorgangers zou zich wel eens kunnen hebben ontwikkeld als een soort neveneffect (vanwege het liftvermogen) van fladderende vleugels die zich ontwikkelden om snellere over de grond te kunnen rennen.

Referenties:
  • Burgers, Ph. & Chiappe, L.M., 1999. The wing of Archaeopteryx as a primary thrust generator. Nature 399, p. 60-62.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Archaeopteryx kon wel hard rennen, dankzij vleugels' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (3 juni 1999).

67 Gashydraten in Golf van Mexico vormen risico voor olieleidingen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In de Golf van Mexico komen grotere hoeveelheden gashydraat voor in kleinere hoeveelheden sediment dan waar elders ter wereld ook. De gashydraten, die in principe bestaan uit methaan met daaraan gebonden kristalwater, maar waarin veelal ook CO2 is opgenomen, vormen ijsachtige massa’s (die echter tienmaal harder zijn dan 'gewoon' ijs) en bestaan in drie vormen. Uit analyses van de koolstofisotopen in de nog steeds tamelijk raadselachtige gashydraten is gebleken dat een van die vormen (met kubische kristallen) ontstaat onder invloed van bacteriën die CO2 in methaangas (CH4) omzetten, waarna dat methaan zich onder daarvoor geschikte omstandigheden met water spontaan verbindt tot de uit vaste stof bestaande gashydraten. Dit type gashydraat komt in de Golf van Mexico, net als elders, het meest voor.

Een tweede - eveneens kubische - vorm komt ook in relatief hoge concentraties in de bodem van de Golf van Mexico voor. Deze veel minder algemeen voorkomende vorm betreft gashydraat dat is gevormd door de verbinding van water met methaangas dat vanuit de onderliggende olie- en gasvelden opwelt. De risico’s die het gashydraat voor de exploratie en de winning van olie en gas in de Golf van Mexico nu lijkt op te leveren, is vooral aan dit type gashydraat te wijten. De derde bekende vorm van gashydraat komt - in mindere mate - eveneens in de Golf voor; het gezamenlijke voorkomen van drie typen gashydraat maakt de bodem van de Golf van Mexico uniek. Uniek is ook de grote hoeveelheid gashydraat; volgens recent onderzoek is inmiddels ruim een biljoen (1012) kubieke meter methaan in het gashydraat aangetoond.

Het 'tweede' type gashydraat zit voor een groot deel in de bodem opgesloten op en diepte van enkele tientallen tot enkele honderden meters. Onder die omstandigheden is het stabiel. Op de 49e jaarlijkse bijeenkomst van de Gulf Coast Association of Geological Societies verklaarden onderzoekers dat deze gashydraten ook stabiel zijn aan het sedimentoppervlak. Ze toonden dat experimenteel aan door methaangas vanuit een speciale onderzoeksduikboot op de bodem van de Golf van Mexico te laten ontsnappen. Er vormde zich direct gashydraat, dat ter plaatse ook niet meer in water en methaan was te scheiden. Dit experiment zou de verwachting kunnen wekken dat het gashydraat weinig risico’s oplevert voor technische installaties (zoals pijpleidingen) ter plaatse.

Het geringe risico is echter slechts schijn, waarschuwden de onderzoekers. De olie- en gaswinning in de Golf vindt namelijk grotendeels plaats op de helling van het bekken. Die helling is weliswaar zeer gering, maar toch voldoende om grote sedimentmassa’s in beweging te kunnen brengen, bijv. als gevolg van een aardbeving of zelfs een zware wervelstorm. Dan veranderen de omstandigheden mogelijk zodanig dat het gashydraat ontbonden wordt. Dat zou echter ook door kunstmatige oorzaken kunnen gebeuren, en wel door lokale stijging van de omgevingstemperatuur, bijv. resulterend uit het transport van (relatief warme) olie door pijpleidingen. Ook booractiviteiten zouden tot een wijziging van de omstandigheden kunnen leiden die resulteert in de ontbinding van gashydraat.

Bekend is dat de snelle ontbinding van gashydraat in het sediment als gevolg van natuurlijke - maar nauwelijks bekende en begrepen - oorzaken in staat is om sterke verstoringen in de bodem te veroorzaken. Pijpleidingen zouden bij zo’n bodemverstoring kunnen springen. Bij het kiezen van een locatie voor installaties of activiteiten zou daarmee volgens de onderzoekers meer rekening moeten worden gehouden.

Referenties:
  • Sassen, R., Sweet, S.T., Milkov, A.V., DeFreitas, D.A., Salata, G.G. & McDade, E.C., 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. 462-468.

68 Sahara heeft astronomische oorzaak
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

De Sahara en woestijngebieden van Arabië blijken enkele duizenden jaren geleden zijn ontstaan door een kleine verandering in de baan van de aarde. Bekend was dat de Sahara zelfs tot ca. 4500 jaar geleden geheel begroeid was met gras en struiken en dat er in heel noordelijk Afrika een veel natter klimaat heerste dan tegenwoordig. Daaraan kwam, zoals uit het onderzoek van fossiel stuifmeel is vastgesteld, een einde in twee klimatologische stappen die leidden tot veel drogere intervallen van 6.700-5500 en 4000-3600 jaar geleden. Het waarom van die verandering, die grote gevolgen had voor de ontwikkeling van de menselijke beschaving, was tot nu toe onduidelijk; een van de meest aangehangen theorieën is dat de toenemende bevolkingsdruk leidde tot 'ontbossing' en verstuiving, waarna het proces van verwoestijning (zowel in de Sahara als in Arabië) onstuitbaar voortschreed.




De aardbaan moet omstreeks 9000 jaar geleden iets zijn veranderd, en de aardas maakte toen een grotere hoek met de aardbaan dan tegenwoordig. Op basis van die gegevens hebben de onderzoekers de gevolgen gesimuleerd, rekening houdend met het feit dat het noordelijk halfrond destijds gedurende de zomer meer zonnestraling ontving dan thans en dat het effect van de Afrikaanse en Indiase zomermoessons daardoor werd versterkt. Interessant is in deze context dat de variaties in de aardbaan in de laatste 10.000 jaar gering waren, terwijl het klimaat en de vegetatie in Noord-Afrika abrupt veranderden. Er moet dus een proces zijn geweest dat de optredende effecten versterkte.

De onderzoekers simuleerden de gebeurtenissen met een computermodel van gemiddelde complexiteit. Het model gaf aanvankelijk een geleidelijke temperatuurdaling van 0,1 °C in 3000 jaar aan, maar 5800 jaar geleden daalde de temperatuur plotseling 0,2 °C verder binnen 300 jaar. Zo’n 1000 jaar later was er een nieuwe abrupte daling. Bij toepassing van andere simulatiemodellen kwamen ruwweg gelijke resultaten tevoorschijn. De onderzoekers concluderen daaruit dat de plotselinge woestijnvorming in Noord-Afrika 5440 (± 30) jaar geleden moet hebben plaatsgevonden.

De onderzoekers koppelen aan hun bevindingen enkele historisch interessante hypotheses. Volgens hen zou de uitbreiding van de woestijnen in Noord-Afrika en Arabië ertoe hebben geleid dat de toenmalige bewoners zich binnen korte tijd concentreerden langs de grote rivieren (de Nijl in Afrika; de Eufraat en de Tigris in Mesopotamië). Dat zou een belangrijke stimulans zijn geweest voor de ontwikkeling van de beschavingen die daar toen ontstonden, en die indirect ook van grote invloed zijn geweest op de West-Europese beschaving.

Referenties:
  • Hoelzmann, Ph. & Pachur, H.-J., 1999. Simulation of an abrupt change in Saharan vegetation in the mid-Holocene. Geophysical Research Letters 26, p. 2037-2040. Sincell, M., 1999. A wobbly start for the Sahara. Science 285, p. 325.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Kleine verandering in aardbaan deed Sahara ontstaan' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (31 juli 1999).

69 Vorming van diamant uit vloeibare carbonaten in aardmantel nagebootst
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Diamant zoals we die kennen van de bekende natuurlijke vindplaatsen (zoals bij Kimberly) ontstaan bij hoge temperatuur (900-1400 °C) en hoge druk (5-6 GPa, overeenkomend met ongeveer 500.000-600.000 atmosfeer). Dat blijkt uit de aard van insluitsels die in vrijwel alle diamanten voorkomen. Voor de kunstmatige vervaardiging van diamant zijn echter nog extremere omstandigheden nodig, en wel zo'n ruime 1600 °C en een druk van meer dan 7 GPa. Dat geldt tenminste voor niet-metallische omstandigheden.

Onderzoekers van het Mineralogisch en Petrologisch Instituut van de Siberische Afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen zeggen nu echter diamant ook bij een natuurlijke temperatuur en druk te hebben vervaardigd. Ze deden dat via uitkristallisatie vanuit een basische smelt met vloeibare carbonaten. De relevante chemische verbindingen waarmee ze experimenteerden, waren Na2CO3 (soda), K2CO3, grafiet (C) en oxaalzuur (COOH-COOH) dat ze de hydratatie lieten ondergaan. Uit dit mengsel onstond bij de natuurlijke temperatuur en druk van diamantvorming een vloeistof van C-O-H. Daaraan voegden de onderzoekers minuscule diamantkristalletjes to als kristallisatiekernen.


DIAMANTJES UIT DE AARDMANTEL

Bij toepassing van een gesloten systeem (in platina-ampullen) van Na2CO3 en C met de C-O-H vloeistof, waarbij de temperatuur op 1420 °C gehouden werd, bleek 20 uur te kort voor kristalvorming, maar na 30 uur waren er reeds enkele diamantjes ontstaan. Na 40 uur waren er 500-600 kristallen gevormd, met hun karakteristieke kristalvorm. Herhaling van de proef bij 1320 °C werd na 40 uur een vergelijkbaar resultaat bereikt. Toen die proef nogmaals werd herhaald maar zonder de C-O-H vloeistof, bleken de toegevoegde kristallisatiekernen echter niet meer als zodanig te functioneren. Daaruit blijkt dat vooral de C-O-H vloeistof bij de diamantvorming een rol speelt. Dat bleek ook bij een proef die werd uitgevoerd bij 1150 °C en die 120 uur duurde; ook daarbij kristalliseerde diamant rondom de toegevoegde kernen, zij het dat de gevormde kristalletjes niet groter werden dan 4 micron. Dezelfde proeven werden herhaald met een systeem waarbij het Na2CO3 was vervangen door K2CO3. De resultaten waren vrijwel gelijk. Bij 1150 °C bleken echter geen kristalletjes meer rondom de kernen te ontstaan.

De gekozen omstandigheden komen overeen met die op veel plaatsen binnen de aardmantel, afhankelijk van de chemische Samenstelling van de gesteenten daar ter plaatse. De onderzoekers menen dat ook dat zij met hun proeven hebben aangetoond hoe diamant in de aardmantel kan zijn ontstaan. Ze stellen zelfs dat de door hen nagebootste omstandigheden de meest waarschijnlijke zijn waarbij diamant in de natuur wordt gevormd.

Referenties:
  • Pal'vanov, Yu.N., Sokol, A.G., Borzdov, Yu.M., Khokhryanov, A.F. & Sobolev, N.V., 1999. Diamond formation from mantle carbonate fluids. Nature 400, p. 417-418

70 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 !

Zowel in het IJstijdvak (Pleistoceen) als daarna 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 Hudsonstraat. 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 of 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).

71 Toegankelijkheid van digitale kaartbestanden in toekomst problematisch
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De jaarlijkse bijeenkomst van de Association of Earth Science Editors (Bloomington, Indiana; 23-26 september) wijdde een volledige dag aan de vele nieuwe mogelijkheden die digitalisering van geologische kaarten oplevert. Deze digitalisering vindt momenteel wereldwijd in hoog tempo plaats in het kader van het Geological Information System (GIS).

De voordelen zijn groot: op basis van in het databestand ingevoerde boorgegevens, veldwaarnemingen etc. kunnen niet alleen met - letterlijk - een druk op de knop alle mogelijke 'klassieke' geologische kaarten worden gegenereerd, maar ook de meest uiteenlopende afgeleide kaarten. Deze kunnen bijv. de dikte van een koollaag weergeven, de diepte van een watervoerend pakket of de verspreiding van bepaalde fossielen. Voor iedere doelstelling - zoals de aanleg van een grote weg - kan zo een kaart met daarop geïntegreerd alle relevante (bekende) gegevens worden gemaakt tegen minimale kosten.

Tegenover deze voordelen staan echter ook nadelen. Een wetenschappelijk nadeel is dat na verloop van tijd (waarin steeds nieuwe gegevens in het databestand worden ingevoerd) nauwelijks meer te achterhalen zal zijn wie wetenschappelijk verantwoordelijk is voor de onderliggende gegevens van nieuwe kaarten. Dit is in wezen hetzelfde probleem dat al eerder werd gesignaleerd ten aanzien van electronische publicaties waarin de auteur (of zelfs een ander) in de loop der tijd wijzigingen kan aanbrengen.

Een - economisch gezien - veel belangrijker probleem is dat de huidige programma’s voor het maken van digitale kaarten geen van alle ideaal zijn. Vrijwel alle organisaties die in het kader van GIS hun kaartbestanden digitaliseren, maken dan ook gebruik van 'plukjes' uit diverse programma’s, waarbij informatie soms vele malen moet worden geconverteerd. Daarbij gaat waarschijnlijk informatie verloren, en wordt waarschijnlijk andere informatie verminkt. Op de bijeenkomst van AESE kon echter niemand van de talrijke aanwezige direct betrokkenen aangeven of dat werkelijk het geval is en, zo ja, in hoeverre.

De onvolmaaktheid van de bestaande computerprogramma’s heeft nog een consequentie, die op termijn catastrofaal kan blijken. Dit probleem werd op de bijeenkomst in een discussie verwoord door Fred Spilhaus, executive director van de American Geophysical Union, een organisatie die meer dan tien tijdschriften (met gezamenlijk zo’n 60.000 dichtbedrukte pagina’s per jaar) uitgeeft, maar ook boeken en kaarten. Spilhaus wees erop dat er ongetwijfeld steeds betere programma’s zullen worden ontwikkeld. Die zullen in de toekomst ongetwijfeld ook worden gebruikt. De huidige databestanden zullen daardoor op termijn niet meer kunnen worden gebruikt, tenzij de bestaande databestanden voortdurend worden geconverteerd om gebruik door nieuwe programma’s mogelijk te maken. De kosten van de huidige digitalisering zijn echter al zo hoog, dat veel organisaties aan de grens van hun financiële mogelijkheden zitten. Het lijkt daarom onwaarschijnlijk dat er voldoende geld beschikbaar zal zijn voor voortdurende aanpassing van bestaande bestanden. Dat kan gemakkelijk leiden tot een situatie waarin veel gegevens verloren zullen gaan die aan de grondslag van de oorspronkelijke gedigitaliseerde kaarten ten grondslag liggen.

Dit probleem geldt uiteraard niet alleen voor geologische kaarten, maar voor alle typen kaarten die gedigitaliseerd worden gegenereerd. Volgens de betrokkenen wil geen van de organisaties die zich met kaartvervaardiging bezighouden, zich nu al met deze problematiek - die veel overeenkomst vertoont met de millenniumproblematiek waarbij aanpassing van oude computerprogramma’s een rol speelt - bezighouden; de huidige digitalisering vergt reeds teveel mankracht, geld en tijd.

Referenties:
  • Ruthven, C., 1999. Session 2: GIS and other digital mapping for geology and mineral resources. In: Program and abstracts 33rd Annual Meeting (Working in the new millennium: back top basics) Association of Earth Science Editors (Bloomington, Indiana), p. 4.

72 Supernova veroorzaakte mogelijk massaal uitsterven op aarde
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op de grens tussen Mioceen en Plioceen stierven plotseling veel soorten uit. Dat was weliswaar niet op zo grote schaal als bijv. 65 miljoen jaar geleden (grens Krijt/Tertiair) toen een groot hemellichaam op aarde insloeg, maar toch zo opvallend dat daar een belangrijke geologische grens is getrokken. De oorzaak van het uitsterven op de grens tussen Mioceen en Plioceen was tot nu toe onverklaard. Nu lijkt het erop dat een astronomische oorzaak, namelijk de uitbarsting van een supernova, in het geding is geweest.




Onderzoekers van de Universiteit van Illinois hebben daarvoor, in samenwerking met het CERN in Zwitserland, aanwijzingen gevonden in de vorm van het radioactieve isotoop Fe-60. In kernen van diepzeesedimenten van 5 miljoen jaar oud troffen de onderzoekers zo’n hoge concentratie van dit in de natuur uiterst zeldzame isotoop aan dat er, zoals de fysicus John Ellis verklaarde, geen aardse oorzaak voor te bedenken is. Daarentegen zijn de gevonden concentraties volgens hem wel goed te verklaren als de relicten van een supernova, die op aarde zijn terechtgekomen.

De relatief hoge concentratie Fe-60 kon ontstaan doordat de uitbarsting van de supernova op 'slechts' 100 lichtjaren van de aarde plaatsvond en er dus betrekkelijk veel van het uitgestoten materiaal op aarde terechtkwam. De uitbarsting leidde volgens de astronoom Brian Fields op aarde bovendien tot zo’n hoge intensiteit aan kosmische straling dat de biosfeer op aarde daar wezenlijk door kan zijn beïnvloed, bijv. doordat de atmosfeer meer UV-straling doorliet en/of doordat een toename van de bewolking een 'kosmische-straling-winter' veroorzaakte.

Volgens de onderzoekers zijn er aanwijzingen dat ook andere momenten waarop massaal op aarde soorten uitstierven, aan supernovae te wijten zijn. Dat zou bijv. gelden voor de grens tussen Midden- en Laat-Mioceen (13 miljoen jaar geleden) en de grens tussen Kimmerien en Moldavien (5 miljoen jaar geleden). Op al die momenten stierven veel soorten uit die aan de basis staan van de voedselketen in zee (bijv. zoöplankton en stekelhuidigen), terwijl tegelijk de fotosynthese door mariene algen sterk afnam.

Hoewel de hoge concentratie van ijzer-60 op zich al een sterke onderbouwing voor de 'supernova-hypothese' geeft, willen de onderzoekers nog meer argumenten proberen te vinden. Ze zullen daartoe gaan zoeken naar andere isotopen die op een zelfde oorsprong wijzen; dat geldt bijvoorbeeld voor plutonium-244. Volgens de onderzoekers zou een nauwkeurigere analyse van 'vreemde' isotopen in de boorkernen van diepzeesedimenten zo tegelijk het inzicht kunnen vergroten in de processen die bij het ontstaan en de gang van zaken bij een supernova een rol spelen.

Referenties:
  • G.O.-Wissen Online, 1999. Evolution: Massensterben durch Supernova?

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Uitsterven op aarde mogelijk gevolg van explosie supernova' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 september 1999).

73 Gassen uit oude olievelden veroorzaken ontploffingsgevaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Onder Los Angeles liggen - in een gebied met talrijke breuken - ongeveer 70 olievelden. Uit deze velden is en wordt olie gewonnen via ongeveer 25.000 putten. Momenteel zijn nog ruim 8000 putten in gebruik; diverse velden zijn inmiddels geheel uitgeput. Die oude olievelden blijken nu in toenemende mate voor problemen te zorgen in het dichtbevolkte gebied.

Omdat de ruimte daar schaars is, wordt de grond boven de oude olievelden in toenemende mate bebouwd, ook al was dat oorspronkelijk niet de bedoeling. De nieuwe bebouwing bestaat vaak uit scholen, waaraan grote behoefte bestaat (er zijn er voor de komende tien jaar zo’n honderd gepland). Dit hangt samen met de snelle toename van het aantal schoolgaande kinderen: binnen drie jaar zullen dat er 30.000 meer zijn dan nu. Het gaat dus om de bouw van grote scholen, die dus veel ruimte vergen. Vandaar dat de braakliggende terreinen boven de oude olievelden zo’n goede oplossing lijken te bieden.

De grootste school waaraan momenteel wordt gebouwd (en die voor 60% gereed is), is Belmont, bedoeld voor ca. 5000 leerlingen. Of de school zal worden afgebouwd, is echter de vraag. Uit het olieveld in de ondergrond komt namelijk methaangas vrij, dat explosieve concentraties bereikt onder sommige vloeren. De mogelijke gevolgen zijn bekend: in 1985 leidde een soortgelijke situatie in het westen van de stad tot een ontploffing in een winkelcentrum, waarbij 24 personen werden gewond. Er lekt overigens niet alleen methaan uit het voormalige olieveld weg. Zwavelwaterstof komt eveneens vrij, plaatselijk in concentraties die dodelijk kunnen zijn; daarnaast zijn er onaanvaardbaar hoge concentraties benzeen in de bodem en het grondwater aangetroffen.

Een van de bij het onderzoek ingeschakelde geologen, Ken Patton, meent dat afbouw van de school zonder verdere voorzieningen niet mag plaatsvinden. Hij pleit voor de aanleg van een afschermende deklaag, van waaronder de accumulerende gassen zouden moeten worden weggezogen. De aanleg van een systeem daarvoor zou echter het tienvoudige ($ 200 miljoen) bedragen van de totale bouwkosten van een 'gemiddelde' school; bovendien zou het onderhoud ervan jaarlijks $ 100.000 vergen.

Het terrein is in 1994 ingebracht door de Los Angeles School Board, hoewel er toen nog pompen op het terrein stonden. Er werden direct bezwaren geuit, onder meer door de State Division of Oil, Gas and Geothermal Resources, maar die werden stelselmatig genegeerd door het district, dat zelfs niet de verplichte milieu-effectrapportage uitvoerde. De School Board gaf het terrein de kwalificatie 'hold harmless' (voor onschadelijk gehouden) mee en nam alle verantwoordelijkheid voor eventuele problemen daarmee op zich. De financiële consequenties daarvan zijn moeilijk te overzien, maar ze zijn groot; andere terreinen boven oude olievelden worden daarom nu aan een gedetailleerde inspectie onderworpen.

Referenties:
  • Morello, C., 1999. Toxic schoolgrounds - classrooms being built on risky sites. USA Today, 9 september 1999, p. 1-2.

74 Relatie koolzuurgas / temperatuur geologisch steeds meer omstreden
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het koolzuurgehalte in de atmosfeer stijgt sinds het begin van de industriële revolutie. Niemand zal ontkennen dat ook de temperatuur op aarde langzaam lijkt te stijgen. Het oorzakelijke verband tussen die twee parameters is echter lang niet zo duidelijk als politici ons soms willen doen geloven. Nieuw onderzoek geeft aan dat in de geschiedenis van de aarde stijging van het koolzuurgasgehalte in de atmosfeer soms gepaard ging met een daling van de temperatuur, en dat ook een daling van het CO2-gehalte soms gepaard ging met een temperatuurstijging.

Engelse onderzoekers die de eigenschappen van de oceaan in het geologische verleden onderzoeken (met behulp van het borongehalte in planktonische foraminiferen), vonden dat zo’n 43 miljoen jaar geleden - toen de temperatuur op aarde volgens de nu bekende gegevens ca. 5 °C hoger was dan thans - de concentratie van CO2 in de atmosfeer nauwelijks hoger was dan nu. Die bevinding stemt precies overeen met die van een Amerikaans onderzoeker die de situatie van 15 miljoen jaar geleden onderzocht; deze onderzoeker merkt bovendien op dat de concentraties van koolzuurgas nauwelijks veranderden toen de temperatuur dat wel deed. En de temperatuur deed dat zelfs in sterke mate, want zo’n 14,5 miljoen jaar geleden begon de ijskap op Antarctica zich snel uit te breiden, als een eerste aanzet voor het IJstijdvak dat ca. tweemiljoen jaar geleden begon. Bovendien, 17 miljoen jaar geleden toen het zeewater ca. 6 °C warmer was dan nu, was de koolzuurgasconcentratie in de atmosfeer lager dan voor het begin van de industriële revolutie.

Deze opvallende bevindingen komen voor de paleoklimatologen overigens niet geheel onverwacht. Al eerder was uit de analyse van luchtbelletjes uit ijskernen op Antarctica en Groenland de conclusie getrokken dat het oorzakelijk verband tussen een stijgend CO2-gehalte en een stijgende temperatuur wellicht anders is dan men vaak aanneemt: uit de gegevens blijkt namelijk dat vaak eerst de temperatuur steeg, en dat pas daarna ook de concentratie van koolzuurgas in de atmosfeer toenam.

Hoe kunnen deze discrepanties worden verklaard? De paleoceanografen neigen ertoe om te zeggen dat de temperatuurfluctuaties onder invloed van wisselende concentraties koolzuurgas wel optreden - zeker op korte termijn - maar dat ze op langere termijn volstrekt ondergeschikt zijn aan factoren die een vele malen grotere invloed hebben. Daarbij denken ze dan in de eerste plaats aan veranderende circulatiepatronen van het zeewater, waardoor het warmtetransport van de evenaar naar de polen - en het koudetransport in omgekeerde richting - zowel van plaats als van grootte kan veranderen. Dat zou moeten impliceren dat het niet gaat om twee variabelen die op elkaar worden gesuperponeerd, maar dat er kennelijk een mechanisme is waardoor de CO2-concentratie op langere termijn de temperatuur nauwelijks beïnvloedt.

Referenties:
  • Kerr, R.A., 1999. Slide into ice ages not carbon dioxide’s fault? Science 284, p. 1743-1746.
  • Pearson, P.N. & Palmer, M.R., 1999. Middle Eocene seawater pH and atmospheric carbon dioxide concentrations. Science 284, p. 1824-1826.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Hoog CO2-gehalte en toch een koud klimaat' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (1 september 1999).

75 Aangepaste militaire laser is uitkomst voor paleontologen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het uitprepareren van fossiele botten gebeurt nu bijna altijd met de hand, wat niet alleen tijdrovend is (en dus kostbaar), maar ook een grote kans biedt op beschadiging van het fossiel. Dat geldt vooral wanneer de botten zachter zijn dan het omringende gesteente. Zo kost het uitprepareren van een kleine zoogdierschedel handmatig soms in de orde van grootte van twee maanden; volgens Pet Reser van het New Mexico Museum of Natural History and Science kost het uitprepareren van het volledige skelet van een middelgrote dinosauriër zelfs zo’n twintig mensjaar. Nu blijkt een voor militaire doeleinden ontwikkeld en vervolgens aangepast lasersysteem een zeer effectief hulpmiddel voor dit uitprepareren te zijn. Paleontologen en museumdirecties hebben dan ook opgetogen gereageerd op de melding van de nieuwe technologie.

Het militaire lasersysteem waarom het gaat werd ontwikkeld met als doel om door een gesteente te kunnen snijden, maar daarmee direct te stoppen zodra een inhomogeniteit werd aangetroffen. Wanneer het zou worden toegepast voor het uitprepareren van fossielen betekent dit dat het apparaat zichzelf direct zou uitschakelen wanneer de laserstraal een fossiel met een van het omringende gesteente afwijkende dichtheid zou raken. Daarmee wordt beschadiging voorkomen. Lowell Wood en enkele van zijn medewerkers in Livermore (Californië) vonden dat echter nog niet mooi genoeg. In hun vrije tijd werkten ze het systeem verder uit. Ze gebruiken een sterke infrarood-laser met lichtpulsen van elk 100 femtoseconde (een femtoseconde is een miljoenste deel van een miljardste seconde). Door deze extreem korte pulsen absorbeert het oppervlak vrijwel alle energie, waardoor het als het ware langzaam wordt verdampt. Aan het onderliggende materiaal wordt daarbij geen noemenswaardige warmte (energie) afgegeven, zodat dat materiaal niet wordt aangetast.

Het emissiespectrum vanhet verdampende materiaal wordt automatisch opgetekend, zodat de samenstelling van het verdampende materiaal momentaan bekend is. Daardoor kan een verandering, bijv. bij het aanstippen van een fossiel, direct worden vastgesteld, aldus Wood. Zodra fosfaat, dat kenmerkend is voor botten maar dat verder weinig in gesteenten voorkomt, wordt gesignaleerd, schakelt de laser zichzelf uit. Het apparaat werd gedemonstreerd op een bijeenkomst in Denver van de Society for Vertebrate Paleontology, die in oktober plaatsvond.

Het is in principe mogelijk om het apparaat ook op andere stoffen dan fosfaat te laten reageren. Wood en zijn medewerkers willen dan ook verder werken aan technieken waarbij, behalve botten, ook andere typen fossielen met behulp van laserstralen kunnen worden uitgeprepareerd.

Referenties:
  • G.O.-Wissen Online, 1999. Starker Laser für zarte Fossilien.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Lasertechniek voor uitprepareren van fossiele botten' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (27 november 1999).

76 Uitbarsting Thera vernietigde Minoïsche beschaving tussen 1604 en ca. 1500 jaar v.Chr.
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De beroemde Minoïsche beschaving op Kreta kwam tot een einde door een verwoestende vloedgolf die een gevolg was van de zware 'ontploffing' van de Thera, een vulkaan op Santorini. Hoewel de uitbarsting van de vulkaan al lang geleden ruwweg kon worden gedateerd (diverse bepalingen liepen uiteen van ca. 1750-1350 v.Chr.), bleef een precieze datering achterwege. Weliswaar werden talrijke organische materialen voor C-14 datering gevonden, maar de deskundigen konden die slecht gebruiken doordat de vulkaan ook veel koolstof had uitgestoten dat radiometrische bepalingen beïnvloedde; dateringen met andere radiometrische methoden van gestolde lava op de vulkaan zelf bracht ook geen duidelijkheid. Onderzoek van de sedimenten op de bodem van een klein meer in zuidwest-Turkije maakt het nu mogelijk om de ondergang van de Minoïsche beschaving beter te dateren.

Al in 1988 kon een radiometrische ouderdom van 3110 jaar BP worden vastgesteld voor een veenlaagje dat zo’n 30 cm boven de desbetreffende aslaag werd gevonden, ver van de 'vervuilende' vulkaaninvloed, bij Gölcük Gölü, in Turkije. De gevonden ouderdom kan niet rechtstreeks naar jaren voor Christus worden 'vertaald', maar bedraagt omstreeks 1500 voor Christus. Die datum geeft dus aan dat de uitbarsting eerder dan 1500 v.Chr. moet hebben plaatsgevonden.

Het nieuwe onderzoek sluit hierop aan. In het tussen de bergen gelegen meertje Gölhisar Gölü in zuidwest Turkije werd nu een soortgelijke situatie aangetroffen, maar dan met een veenlaagje juist onder de aslaag (die herkend kon worden als afkomstig van de 'Minoïsche' uitbarsting op basis van zijn geochemische karakteristieken. Van het desbetreffende veenlaagje zijn twee monsters met behulp van de C-14 methode gedateerd. De beide monsters bleken tamelijk uiteenlopende ouderdommen te vertonen, wat verklaard kan worden op basis van de diepte waarop de monsters zijn genomen. Het onderste monster (van 59-63 cm diep) gaf een ouderdom van 3330 ± 70 conventionele C-14 jaren BP (before present); dat komt neer op een statistisch waarschijnlijke ouderdom van 1749-1434 v.Chr. Het bovenste monster (van 13-21 cm diep) leverde een ouderdom op van 3225 ± 45 conventionele C-14 jaren BP, overeenkomend met 1604-1406 v.Chr. Dat er zo’n grote spreiding in de datering zit, en dat er niet een eenvoudiger rekensommetje te maken is (met 'present' wordt bij C-14 dateringen het jaar 1950 bedoeld), komt doordat de concentratie van koolstof-14 in de genoemde periode een aantal aanzienlijke fluctuaties in de tijd vertoonde, waardoor geen sprake is van een simpele vervalcurve waarmee de nog aanwezige C-14 concentratie kan worden omgerekend naar 'echte' jaren.

Uitgaande van het feit dat de aslaag boven het jongste veentje ligt, moet de fatale uitbarsting van de Thera hebben plaatsgevonden na 1604 v.Chr., mogelijk zelfs na 1406 v.Chr. In combinatie met de datering van het boven de aslaag gelegen veenpakket betekent dit dat de Minoïsche beschaving tussen 1604 en ca. 1500 v.Chr. moet zijn verdwenen.

Referenties:
  • Eastwood, W.J., Pearce, N.J.G., Westgate, J.A., Perkins, W.T., Lamb, H.F. & Roberts, N., 1999. Geochemistry of Santorini lake sediments from Soutwest Turkey. Global and Planetary Change 21, p. 17-29.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Datering ondergang Minoïsche beschaving verder ingeperkt' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (11 december 1999).

77 Uit oceaan vrijkomend methaan zorgde 55 miljoen jaar geleden voor dramatische verandering van atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Op de grens tussen Paleoceen en Eoceen, omstreeks 55 miljoen jaar geleden, veranderde de fauna plotseling sterk. Op dat moment stierf bijv. zo’n 70% uit van alle foraminiferen die op de bodem van ondiepe zeeën leefden. Binnen korte tijd werd hun plaats ingenomen door nieuwe soorten. In de diepzee was de verandering zo mogelijk nog dramatischer: dat milieu werd voor bijna alle daar eerder levende soorten onbewoonbaar. Op de continenten deed zich ook een grote verandering voor: primaten en andere zoogdieren trokken vanuit de tropen en subtropen Noord-Amerika binnen, en krokodillen vestigden zich op Antarctica. Het waarom van een dergelijke grootschalige verandering van de milieu-omstandigheden - en daarmee van flora en fauna - heeft geologen altijd geïntrigeerd. Het ziet er nu naar uit dat Richard Norris en Ursula Röhl de vraag van het waarom nu hebben beantwoord.

De onderzoekers maken aannemelijk dat er 54,95 miljoen jaar geleden (zo nauwkeurig is hun datering) grote massa’s sediment van de continentale hellingen naar beneden gleden. Als gevolg daarvan werd het evenwicht dar verstoord, wat er toe leidde dat het methaanijs - in de vorm van gashydraten - dat daar (net als nu) in grote hoeveelheden was opgeslagen in de bodem, plotseling 'ontdooide'. Het vrijkomende methaangas kwam naar boven, waardoor de oceaan zich als het ware omkeerde: de onderste waterlagen kwamen boven. Bij dat proces moeten volgens de onderzoekers binnen enkele duizenden jaren 1200-2000 miljard ton methaangas zijn vrijgekomen, voor een belangrijk deel in de atmosfeer. Omdat methaan een van de belangrijkste broeikasgassen is, had tot grote consequenties voor de gemiddelde temperatuur, ook voor het zeewater. Ze berekenen dat de temperatuur van het water midden in de waterkolom steeg tot zo 15 C, terwijl dat nu slechts 2-4 C is.

Mogelijk duurde het hele proces nog minder dan enkele duizenden jaren, stellen Nors en Rol, maar het effect ervan werd na zo 30.000 jaar maximaal. Pas zo 120.000 jaar later had zich een nieuw klimaatevenwicht ingesteld. De gegevens berusten op analyse van een boorkern uit het westen van de Atlantische Oceaan en werd uitgevoerd in het kader van het grootscheepse geologisch/oceanografische (JOIDES) onderzoek dat al tientallen jaren loopt.

Ook nu bevinden zich enorme hoeveelheden gashydraten in de bovenste sedimentpakketten op de diepzee. In het kader van olieboringen is al gewaarschuwd voor verstoringen waardoor die zouden kunnen 'ontdooien' en zo een soort kettingreactie op gang brengen. Daarvoor hoeft geen nieuw rampenscenario te worden ontwikkeld. Wat er zou kunnen gebeuren, is uit de ontwikkeling op de grens tussen Paleoceen en Eoceen immers al duidelijk.

Referenties:
  • Dickens, G.R., 1999. The blast in the past. Nature 401, p. 752-753.
  • Norris, R.D. & Röhl, U., 1999. Carbon cycling and chronology of climate warming during the Palaeocene/Eocene transition. Nature 401, p. 775-778.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Methaan uit oceaan bracht een drastische temperatuurwijziging' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (27 november 1999).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl