NGV-Geonieuws 71

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Juni 2004, jaargang 6 nr. 12

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 460 Oude zeekaart opvallend correct
  • 461 Aardbevingen doen gemeten zeespiegelstijging te groot uitvallen
  • 462 Mars geeft steeds meer geologie prijs
  • 463 Opzienbarende vondst van fossiele kolibrie in Duitsland
  • 464 Merkwaardige vis helpt bij reconstructie paleoklimaat

    << Vorige uitgave: 70 | Volgende uitgave: 72 >>

460 Oude zeekaart opvallend correct
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

In 1539 werd door de Zweedse priester Olaus Magnus een kaart getekend (bekend als de Carta Marina) die niet allen nog steeds dient als een belangrijk onderzoeksobject voor studie van Scandinavië uit die tijd, maar die ook bijzonder gedetailleerde informatie geeft over zeestromingen en de gevolgen daarvan. Pas onlangs is uit satellietbeelden duidelijk geworden hoezeer de kaart op tal van details (natuurlijk niet wat betreft de precieze cartografie!) overeenstemt met de werkelijkheid.


LINKERBOVENHOEK VAN DE KAART VAN OLAUS MAGNUS MET TALRIJKE DETAILS

De kaart staat in de zeegebieden volgetekend met vervaarlijke zeemonsters en met schepen. Die schepen zijn te vinden op plaatsen die destijds door zeevaarders werden aangedaan, en het is dan ook niet onwaarschijnlijk dat ook de zeemonsters getekend zijn op plaatsen waar zeevaarders merkwaardige dingen zagen - of dachten te zien. Maar er is meer dat erop wijst dat de kaart een getrouw beeld geeft van wat de zeevaarders tegenkwamen.

Zo staan er voor de kust van IJsland allerlei golven en grootschalige ronddraaiende stromingen (van zo’n 100 km in doorsnede) getekend, die op het eerste gezicht versieringen lijken. Onderzoek door de oceanograaf Thomas Rossby (Universiteit van Rhode Island, Verenigde Staten) en de remote sensing specialist Peter Miller (van het Plymouth Marine Laboratory (Groot-Brittannië) wijst namelijk uit dat de verschijnselen exact op de plaats staan waar ze ook op satellietbeelden zijn waar te nemen. Ook de op de kaart aangegeven grootte van de verschijnselen klopt met de werkelijkheid. Volgens Rossby is de kans dat dit op toeval berust vrijwel uit te sluiten. De merkwaardige kolkingen die staan aangegeven zijn een gevolg van het zogeheten IJsland-Faroer-front, waar het warme water uit de Warme Golfstroom tegen het koude noordelijke water van de Atlantische Oceaan botst. Olaus Magnus kan heel goed van de daar resulterende onrust op zee op de hoogte zijn geweest op basis van informatie die door zeevaarders werd verstrekt.

De grote overeenkomst van de kaart met de werkelijkheid was voor die tijd uitzonderlijk, omdat kerkelijke voorschriften en religieuze overwegingen toen leidden tot tamelijk 'symbolische' kaarten. De eerstvolgende natuurgetrouwe zeekaart die bekend is dateert van pas zo’n twee eeuwen later, en werd in het midden van de achttiende eeuw samengesteld door Benjamin Franklin. Olaus Magnus was dus niet alleen een goed cartograaf en een kunstzinnig tekenaar (het lijkt erop alsof hij ieder plekje op de kaart met zoveel mogelijk informatie of kunstzinnige uitingen wilde vullen), maar ook een man voor wie de betrouwbaarheid en bruikbaarheid van een kaart van groot belang was. Zo geeft hij allerlei scheepsroutes aan, maar waarschuwt hij op de kaart bijv. ook voor ijsbergen in het hoge noorden.

Referenties:
  • Anonymus, 2004. Map of swirls and sea monsters is spot on. Nature 429, p. 9.
  • Holden, C. (ed.), 2004. Here thar be whorls. Science 304, p. 820.
  • Rossby, H.Th. & Miller, P., 2003. Ocean eddies in the 1539 Carta Marina by Olaus Magnus. Oceanography 16 (4), p. 77-88.

461 Aardbevingen doen gemeten zeespiegelstijging te groot uitvallen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geofysica ! Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

Een significant deel (10%) van de zeespiegelstijging die in de vorige eeuw is gemeten blijkt te zijn veroorzaakt doordat meetapparatuur niet willekeurig over de aardbol is verspreid, en doordat grote aardbevingen regionale veranderingen in het zwaartekrachtveld veroorzaken. Dat blijkt uit onderzoek van vijf Italiaanse geofysici en een natuurkundige collega. Deze verrassende bevinding betekent overigens niet dat er door zware aardbevingen meer water in de oceanen komt, of dat een mondiale zeespiegelstijging optreedt doordat bij aardbevingen de zeebodem plaatselijk wordt opgeheven (waardoor het volume van de oceaan kleiner zou worden).

Toch hebben veel zware aardbevingen geleid tot een situatie waardoor meetapparatuur een zeespiegelstijging waarnam. Dat berust op een combinatie van twee factoren: een verandering van de geoïde en de niet-willekeurige plaatsing van de meetapparatuur over de aarde. Deze zelfde factoren zouden ertoe kunnen leiden dat meetapparatuur in de negentiende of de huidige eeuw een zeespiegeldaling zou (zal) registreren. Er is dus sprake van een tot nu toe niet als zodanig herkende toevalsfactor.

Bij benadering is de geoïde een iets afgeplatte bol die het niveau aangeeft dat de zee op elk punt op de oceaan zou bereiken als er geen verstorende factoren waren. Er treden echter wel degelijk verstoringen op, vooral omdat de opbouw van de aarde niet uniform is. Plaatselijk komen in de diepe ondergrond veel relatief zware gesteenten voor, elders juist minder. Hoe meer zware gesteenten, des te groter de aantrekkingskracht ter plaatse. Dat uit zich in verticale onregelmatigheden van de geoïde die maximaal enkele tientallen meters kunnen bedragen.


POSITIE VAN DE ASTHENOSFEER

In de diepe ondergrond kunnen bij zeer zware aardbevingen enorme pakketten gesteente iets van plaats veranderen. Na een beving moet de iets plastische asthenosfeer zich dan weer aan de nieuwe situatie aanpassen. Daardoor kunnen regionaal (bij enkele zeer zware aardbevingen in de vorige eeuw zelfs mondiaal) veranderingen in de zwaartekracht optreden. Die veranderingen zijn weliswaar zowel absoluut als relatief uiterst gering, maar ze kunnen toch voldoende zijn om de geoïde te beïnvloeden. Het gaat daarbij gewoonlijk om fracties van een millimeter: daarmee daalt de zeespiegel op de ene plaats, en stijgt hij elders. Als aardbevingen niet volgens een vast patroon zouden optreden, zouden de effecten van de diverse bevingen elkaar op termijn opheffen. Aardbevingen zijn echter geconcentreerd in bepaalde zones, onder meer waar lithosfeerschollen elkaar raken. Dat betekent dat een groot aantal bevingen juist een cumulerend effect op de zeespiegelfluctuaties heeft.

Op uiteenlopende plaatsen worden daardoor verschillende fluctuaties in het zeeniveau gemeten: minder of minder stijgend op sommige plaatsen, meer of minder dalend op andere. De meetstations die de zeespiegelfluctuaties meten om het effect van een veranderend klimaat na te gaan, zijn niet willekeurig verspreid over de aarde, maar hun posities zijn vooral bepaald door logistieke overwegingen. Dat blijkt een ongedacht effect te hebben: er zijn (door 'oeval' meer stations die een zeespiegelstijging als gevolg van aardbevingen metingen dan stations die een daling registreren. Het gaat daarbij om niet verwaarloosbare grootheden: de totale gemeten zeespiegelstijging in de vorige eeuw bedroeg gemiddeld 1,8 (" 0,1) mm per jaar. De Italiaanse onderzoekers berekenen dat daarvan bijna 0,2 mm per jaar aan het effect van grote aardbevingen toe te schrijven valt. Voor beleidsbeslissingen met betrekking tot maatregelen tegen zeespiegelstijging als gevolg van een opwarmende aarde is dit uiteraard van groot belang: temperatuurstijgingen veroorzaken 10% minder zeespiegelstijging dan tot nu toe werd aangenomen.

Referenties:
  • Melini, D., Piersanti, A., Spada, G., Soldati, G., Casarotti, E. & Boschi, E., 2004. Earthquakes and relative sealevel changes. Geophysical research Letters 31, doi:10.1029/2003GL019347, 4 pp.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Zeespiegelstijging is deels het gevolg van aardbevingen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (22 mei 2004).

462 Mars geeft steeds meer geologie prijs
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

De marsrobot 'Opportunity' (Kans) begint steeds meer opwindende gegevens naar de aarde door te seinen. Waar we het oorspronkelijk vooral van satellietbeelden moesten hebben (die overigens ook vaak al opwindend waren), daar krijgen we nu - dankzij het Marsvoertuigje - steeds meer te zien van Mars zelf. En niet alleen van het 'gewone' oppervlak, maar ook van bijzondere plaatsen. Zo is de Opportunity de kraterwand opgereden van de Endurance (Duurzaamheid), een inslagkrater met een middellijn van ca. 130 m. Foto’s van die krater laten tal van interessante details zien. Zo blijken er prachtige ontsluitingen te zijn waarin fraai gelaagde pakketten te zien zijn. Het heeft er alle schijn van dat het gaat om sedimenten zoals die ook van de aarde bekend zijn.


DE INSLAGKRATER 'ENDURANCE' OP MARS

Deze waarnemingen maken veel meer duidelijk dan de eerdere waarnemingen die de Opportunity deed in de Eagle, de kleine inslagkrater (20 m doorsnede) waarin hij landde. De beelden die hij van zijn landingsplaats toonde, wezen op afzettingen die in een ondiepe zee waren gevormd, maar er was zo weinig te zien dat weinig onderzoekers er iets definitiefs over durfden te zeggen. Met de beelden van de Endurance, die in mei beschikbaar kwamen, is veel van de terughoudendheid bij de onderzoekers verdwenen. Het betrokken gebied op Mars moet al een interessante geologische ontwikkeling achter de rug hebben gehad voordat de zee ontstond die al op basis van de foto’s in de Eagle-krater bekend was. Met de spectraalanalyse waarmee het zoute karakter van de mariene afzettingen in de Eagle werd vastgesteld, is in vijf duidelijk onderscheiden donker gekleurde lagen in de Endurance - onder het lichter gekleurde mariene pakket - niets dergelijks gevonden. Het blijkt te gaan om gesteenten met een basaltische samenstelling, maar sommige daarvan vertonen een scheve gelaagdheid die bij ons uit kustduinen bekend is. Volgens Steven Squires van Cornell University (Ithaca, New York), die het onderzoek leidt, zou het ook om een strandafzetting kunnen gaan.

De details die tot nu toe aan het licht gekomen zijn, smaken naar meer. Verder onderzoek vereist echter dat bepaalde punten van dichterbij worden bekeken. En die punten liggen aan de binnenzijde van de kraterwand. Dat betekent dat de Opportunity van de kraterrand naar beneden zou moeten afdalen, een uiterst riskante operatie. Maar geologen kijken nu al watertandend uit naar de gegevens die beschikbaar zouden komen als de Opportunity die gevaarlijke tocht mocht overleven.

Referenties:
  • Kerr, R.A., 2004. Endurance has its rewards on Mars. Science 304, p. 940.

Foto: NASA/JPG/Cornell.

463 Opzienbarende vondst van fossiele kolibrie in Duitsland
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 !

Kolibries zijn verbazingwekkend. De ruim 100 soorten, een soort minivogeltjes van slechts enkele centimeters lang (inclusief hun lange snavel), worden gekenmerkt door veelal bonte kleuren, een lange, gebogen snavel, de mogelijkheid om in de lucht 'stil te staan' wanneer ze de nectar uit een bloem opzuigen, en hun vleugelslag die veel te snel is om te kunnen waarnemen. Vooral in Zuid- en Midden-Amerika - maar ook steeds meer in het zuiden van Noord-Amerika hebben talloze mensen speciale drinkbakjes bij hun huizen opgehangen om kolibries te lokken, om ze te kunnen bewonderen op een manier die nooit gaat vervelen.


KOLIBRIES STAAN STIL IN DE LUCHT BIJ HET OPZUIGEN VAN NECTAR


HOLOTYPE VAN EUROTROCHILUS INEXPECTATUS UIT HET OLIGOCEEN VAN DUITSLAND

Kolibries komen alleen voor in de 'Nieuwe Wereld', waar ze zich in de loop der tijd vanuit het zuiden verder naar het noorden hebben verspreid. Dat was althans de algemeen aanvaarde opvatting. De Duitse paleontoloog Gerald Mayr heeft nu echter fossiele resten van een Oligocene kolibrie (uiteraard een nieuwe soort, Eurotrochilus inexpectatus) gevonden in Duitsland. Daarmee staan zowel de evolutionaire ontwikkeling als de paleobiogeografie van deze vogelgroep op de helling. Vooral vanuit het oogpunt van evolutie is de vondst in Duitsland interessant, want het gevonden 30 miljoen jaar oude exemplaar, dat zeer goed is gefossiliseerd, lijkt in vrijwel alle opzichten op een moderne kolibrie, ook al zijn er nog deskundigen die twijfelen of het wel om een echte kolibrie gaat.

Er is weinig bekend over de evolutie van kolibries want hun botjes zijn zo fragiel dat de kans om min of meer herkenbaar (laat staan ongeschonden) te fossiliseren uiterst gering is. Uit Amerika zijn zelfs geheel geen fossiele exemplaren bekend. Een 49 miljoen jaar oud fossiel dat eerder in Duitsland werd gevonden, en dat als een kolibrie werd gepresenteerd, is nooit algemeen als zodanig geaccepteerd; twee andere vondsten, net als de huidige vondst ongeveer 30 miljoen jaar oud, stammen uit de Kaukasus maar zijn zo incompleet dat een Euraziatische woonplaats tot nu toe niet als reëel werd beschouwd. Dat oordeel zal nu moeten worden herzien.

Een eerdere aanwezigheid van kolibries in Europa en Azië zou ook verklaren waarom daar planten voorkomen die gemaakt lijken om bevrucht te worden via vogels die, stilstaand in de lucht, van hun nectar drinken. Aan de andere kant ligt uitsterven van de kolibries in de 'Oude Wereld' niet direct voor de hand. Volgens Mayr zouden ze kunnen zijn weggeconcurreerd door de zangvogels. Ze zouden zich daarom, via de Beringstraat, naar Amerika hebben verplaatst. Gebrek aan fossielen zal het voorlopig wel onmogelijk blijven maken om die hypothese te testen.

Referenties:
  • Mayr, G., 2004. Old world fossil record of modern-type hummingbirds. Science 304, p. 861-864.
  • Stokstad, E., Surprise hummingbird fossil sets experts abuzz. Science 304, p. 810-811.

Foto van fossiele kolibrie welwillend ter beschikking gesteld door Gerald Mayr, Forschungsinstitut Senckenberg, Frankfurt a. M. (Duitsland).

464 Merkwaardige vis helpt bij reconstructie paleoklimaat
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Fossiele slangekopvissen (Channidae) blijken door hun bijzondere eigenschappen zeer geschikt voor paleoklimatologische reconstructies. Dat komt doordat hun verbreiding op een bepaald moment - in ieder geval voor de laatste 20 miljoen jaar - direct samenhangt met de condities op land die voortvloeien uit atmosferische circulatiepatronen. Die patronen bepalen de luchttemperatuur en - vochtigheid, en daarmee ook de temperatuur en vochtigheid van de grond. Slangekopvissen blijken van die twee factoren sterk afhankelijk voor hun verspreiding.


EEN SLANGEKOPVIS (CHANNA STRIATA) UIT CAMBODJA

De meest bekende slangekopvis (Channa argus) is een roofvis die in zoetwater gedijt. Hij stamt oorspronkelijk uit de omgeving van de Himalaya’s, en wordt daar ook in aquaria gehouden omdat het een vechtvis is. Vanwege die eigenschap is hij inmiddels naar veel landen geëxporteerd en - al dan niet opzettelijk - in het wild vrijgekomen; in de Verenigde Staten heeft dat jarenlang zulke grote problemen opgeleverd (omdat hij de locale vis uitroeide) dat er tijden op is gejaagd. Het probleem lijkt nu redelijk beheersbaar, maar het valt te verwachten dat zijn territorium zich steeds verder zal uitbreiden. Ook in Afrika en grote delen van Zuid-Azië is deze vis inmiddels inheems. Zeker in Azië wordt dit door veel sportvissers toegejuicht, want het gaat om een sportvis die gemakkelijk een meter lang kan worden, en die bovendien spectaculaire sprongen tot zo’n 4 m hoog kan maken.

De steeds verdere uitbouw van het territorium van de slangekopvis komt doordat deze vis, die wel een meter groot kan worden, de eigenschap heeft dat hij zich bij een temperatuur van boven de 20 °C langdurig (zeker enkele dagen) op het land kan ophouden, als de bodem tenminste nat genoeg is door langdurige regenval (er moet per jaar minimaal een maand zijn met 150 mm regenval). De vis haalt bij zijn omzwervingen op het land zijn zuurstof niet uit water, maar ademt lucht in. Hij is zo in staat om landgebieden die voor 'normale' vissen onneembare barrières vormen, te nemen en zo zijn leefgebied uit te breiden.

Ook in het geologische verleden heeft de slangekopvis zijn leefgebied uitgebreid. De paleontologe Madelaine Böhme uit München heeft fossielen van deze vissen uit de laatste 50 miljoen jaar onderzocht. Daarbij bleek dat deze vissen van China tot Frankrijk voorkwamen. Het leefgebied werd geleidelijk ingeperkt tot de (wijde) omgeving van de zuidelijke Himalaya’s, maar daarna hebben zich weer twee fasen voorgedaan waarin het klimaat een snelle uitbreiding toestond. De eerste fase (naar westelijk en centraal Eurazië) vond ca. 17,5 miljoen jaar geleden plaats, en was waarschijnlijk het gevolg van een noordwaartse verschuiving van de Intertropische Convergentiezone. De tweede fase van uitbreiding (naar Afrika en oost-Azië) duurde van 8 tot 4 miljoen jaar geleden. Deze fase, die leidde tot de huidige verspreiding van de slangekopvissen, werd waarschijnlijk veroorzaakt door een intensivering van de Aziatische moesson, waardoor een nieuwe route voor deze vis vrij kwam door sterk verhoogde neerslag in de zomer.

Referenties:
  • Böhme, M., 2004. Migration history of air-breathing fishes reveals Neogene atmospheric circulation pattern. Geology 32, p. 393-396.
  • Schiermeier, Q., 2004. Fishy predator gets its teeth into ancient climate history. Nature 428, p. 883.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Madelaine Böhme, Sektion Paläontologie, Department für Geo- und Umweltwissenschaften, Ludwig-Maximilians-Universität, München (Duitsland).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl