NGV-Geonieuws 74

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Augustus 2004, jaargang 6 nr. 15

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 475 De eerste 'bosbrand' op aarde
  • 476 Madagascar werd pas in het Jura afgescheiden van Afrika
  • 477 De omstandigheden direct na de inslag op de K/T-grens
  • 478 Aanwijzingen voor grote inslag op grens Perm/Trias
  • 479 Dinouitwerpselen nauwelijks op waarde te schatten.

    << Vorige uitgave: 73 | Volgende uitgave: 75 >>

475 De eerste 'bosbrand' op aarde
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Planten kwamen in het Siluur nog nauwelijks op het land voor. Dat gebeurde pas in ruime mate gedurende het Devoon. Toen konden er ook branden ontstaan, waarvan houtskool nog getuigt. De oudst bekende houtskool stamde tot nu toe uit het Boven-Devoon. Nu is echter ook houtskool in het Siluur van Engeland aangetroffen. De houtskool moet uiteraard door een vuur zijn ontstaan dat in een plantenrijke massa zijn gang kon gaan. Vooralsnog gaat het om de oudst bekende sporen van niet met vulkanische activiteiten samenhangend vuur: de eerste bosbrand op aarde. Bosbrand is overigens een groot woord, want het gaat om een kleine hoeveelheid houtskool die werd aangetroffen in een afzetting waarin ook mariene fossielen voorkomen. Waarschijnlijk gaat het om een milieu net boven de normale hoogwaterlijn, maar wel zo dicht daarbij dat het bij een stormvloed door de zee kon worden overspoeld.


DWARSDOORSNEDE DOOR DE EPIDERMIS VAN EEN STENGEL VAN HOLLANDOPHYTON COLLICULUM

De vondst is van belang omdat van Silurische planten nog zeer weinig bekend is. Het minimale materiaal is gewoonlijk slecht bewaard gebleven en in de loop der tijd samengeperst zodat de driedimensionale structuur slecht te reconstrueren is. In houtskool blijft de oorspronkelijke structuur echter goed bewaard. In de eerste plaats vergaan de plantenresten niet verder, en in de tweede plaats is houtskool zo stevig dat de oorspronkelijke driedimensionale structuur goed bewaard kan blijven. Dat is ook hier het geval. De onderzoekers konden daardoor niet alleen vaststellen dat de houtskool afkomstig was van een beperkt aantal soorten (Hollandophyton colliculum, Hostinella en enkele niet-determineerbare soorten). Maar met een scanning electron microscoop kon ook de oorspronkelijke opbouw van de plantenresten (het grootste fragment was 4,53 mm groot, 2,78 mm dik en vertakte zich) in detail worden waargenomen.

Analyse van de houtskool, en vergelijking van de resultaten met experimenteel verkregen gegevens leiden de onderzoekers tot de conclusie dat de brand moet hebben plaatsgevonden in plantaardig materiaal dat deels ter plaatse moet hebben gegroeid (de stengels van H. colliculum wijzen daarop), deels bestond uit van elders aangespoeld materiaal. De brand kon plaatsvinden doordat de atmosfeer destijds al voldoende zuurstof bevatte (ca. 18%). De iets lagere waarde van de zuurstofconcentratie dan tegenwoordig moet hebben geleid tot een weinig intens vuur (daarop wijzen ook de karakteristieken van de houtskool); alleen lokaal was de brand iets heviger. Het vuur moet in het uitgedroogde materiaal snel om zich heen hebben gegrepen. De daarbij gevormde houtskool werd bij een stormvloed overspoeld en ingebed in sediment dat ook ondiepmariene fossielen zoals ostracoden bevat. Als mogelijke oorzaak van de brand noemen de onderzoekers - maar ze houden een flinke slag om de arm - blikseminslag.

Referenties:
  • Glaspool, I.J., Edwards, D. & Axe, L., 2004. Charcoal in the Silurian as evidence of the earliest wildfire. Geology 32, p. 381-383.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door I.J. Glaspool, Dianne Edwards en Lindsey Axe, School of Earth, Ocean and Planetary Sciences, Cardiff university, Cardiff (Verenigd Konkrijk).

476 Madagascar werd pas in het Jura afgescheiden van Afrika
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !

Het supercontinent Gondwanaland brak aan het einde van het Paleozoïcum op in stukken die vervolgens uiteendreven, waarna geleidelijk de huidige configuratie van continenten en oceanen ontstond. De opsplitsing van Gondwanaland vond echter niet overal tegelijk plaats. Zo blijkt nu dat Madagascar pas op een relatief laat ogenblik van Afrika is afgescheiden. Dat dit niet eerder werd vastgesteld, moet worden geweten aan het gebrek aan ontsluitingen en aan problemen met betrekking tot de datering van de gesteenten die kort voor en na de afsplitsing werden gevormd. Dankzij de toepassing van seismiek is daarin nu meer duidelijkheid ontstaan.


DE MANAMBOLO-KLOOF OP MADAGASCAR

Uit het nu uitgevoerde onderzoek blijkt dat de breukvorming langs het eerder ontstane Oost-Afrikaanse gebergte, die plaatsvond aan het einde van het Paleozoïcum, waarna de zo ontstane delen op het einde van het Trias uit elkaar dreven, geen betrekking had op het huidige Madagascar. Pas op het einde van het vroege Lias (Vroeg-Jura) werd er een nieuwe breukzone (de Andafia riftzone) gevormd, waarna Madagascar kon 'wegdrijven'. De breukvorming moet met betrekkelijk grote snelheid hebben plaatsgevonden, waarbij een duidelijk interval van diepe breukvorming werd gevolgd door afsplitsing van Madagascar en het vervolgens wegdrijven.

Dit beeld verschilt principieel van wat tot nu toe werd gedacht: eerdere onderzoekers meenden dat de breukvorming en het wegdrijven geleidelijk in elkaar overgaande processen waren, die begonnen in het Laat-Perm of Trias, en die in het Callovien eindigden. Dankzij het nu uitgevoerde seismische onderzoek is duidelijk geworden dat Afrika en Madagascar een identieke ontwikkeling doormaakten (en dus met elkaar verbonden waren) gedurende de tijd dat het kristallijne en metamorfe grondgebergte en de daaroverheen liggende bedekking van sedimentaire gesteenten - die dateren van het Laat-Carboon tot het Laat-Trias - werden gevormd. Vervolgens werden kleiige sedimenten (inmiddels 'versteend' tot de Andafia schalies) gevormd tijdens het Toarcien-Aalenien, gedurende de fase dat diepe breukvorming optrad. In het Morondava Bekken is een discordantie uit het Vroeg-Bajocien aangetroffen, die wordt geïnterpreteerd als een gevolg.van het hierop volgende losbreken van Afrika en Madagascar. De jongere kalkige gesteenten die hierna werden afgezet (in het Bajocien-Bathonien) vertegenwoordigen de fase waarin de twee gebieden van elkaar wegdreven.

Referenties:
  • Geiger, M., Clark, D.N. & Mette, W., 2004. Reappraisal of the breakup of Gondwana based on sedimentological and seismic evidence from the Morondava Basin, Madagascar. Journal of African Earth Sciences 38, p. 363-381.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Markus Geiger, Department of Geosciences, University of Bremen, Bremen (Duitsland).

477 De omstandigheden direct na de inslag op de K/T-grens
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

De massauitsterving na de inslag van een groot hemellichaam, 65 miljoen jaar geleden, op de plaats waar nu de (begraven) Chicxulub-inslagkrater ligt, was enorm, maar niet totaal. Hoe kon het dat sommige plant- en diergroepen overleefden en andere niet? Een belangrijke oorzaak, waaraan tot nu toe weinig aandacht is besteed, betreft de omstandigheden waarin de aarde direct na de inslag verkeerde, en de mogelijkheden voor de diverse typen organismen om die omstandigheden te overleven. Daarnaar is nu een onderzoek uitgevoerd door een team van aardwetenschappers en biologen.


DE INSLAANDE BOLIDE OP DE K/T-GRENS

Al eerder was opgemerkt dat veel kleine landdieren, inclusief zoogdieren, de inslag overleefden. Dat geldt ook voor reptielen zoals krokodillen en schildpadden. De dinosauriërs daarentegen stierven (bijna) alle direct uit. De vogels, die zich uit de dinosauriërs hadden ontwikkeld, slaagden er echter wel in om te overleven. Dit intrigerende patroon heeft geleid tot tal van hypotheses, maar geen enkele daarvan kon het overlevingspatroon overtuigend verklaren.

Volgens het nu uitgevoerde onderzoek moet de oorzaak voor het - op het eerste gezicht onverklaarbare - patroon van uitsterven niet worden gezocht in de gevolgen van de inslag voor de aarde op langere termijn (dagen, jaren) - bijv. in de vorm van een stofwolk die zoveel zonlicht wegnam dat er geen planten meer konden groeien en er dus ook geen voedsel meer was - maar in de omstandigheden direct (dat wil zeggen: in de eerste uren) na de inslag.

Die eerste uren moeten gekenmerkt zijn geweest door een enorme hittepuls, die het gevolg was van de intense infrarode straling die - als gevolg van de wrijving in de atmosfeer - werd uitgezonden door de brokstukken van aarde en meteoriet die na de inslag hoog de ruimte in waren geslingerd. De hittepuls moet zo groot zijn geweest dat alle landdieren die daar niet goed tegen waren afgeschermd - door een leefwijze onder de grond, onder rotsen of in water, of doordat ze in de vorm van sporen, zaden, wortels of als bijv. 'begraven' eieren niet erg kwetsbaar waren - direct moeten zijn gedood. Waar voldoende brandstof (in de vorm van planten of anderszins) aanwezig was, moeten grote branden zijn uitgebroken.

Berekeningen geven aan dat de terugvallende brokstukken wereldwijd een in warmte omgezette energie vertegenwoordigden die op 70 km hoogte ongeveer duizendmaal groter was dan de energie die nodig is om een droog bos in brand te zetten. De temperatuur op 70 km hoogte moet urenlang zo’n 500-800 graden Celsius hebben bedragen. Hete kleine deeltjes moeten deze energie naar het aardoppervlak hebben overgebracht; de onderzoekers zien in deze 'regen' van deze deeltjes de oorzaak van het patroon van uitstervingen voor de dieren die niet in zee leefden. Ze veroorzaakten lokaal bijv. branden, waardoor tijdelijk een tekort aan zuurstof in de lucht kon ontstaan. Alleen diergroepen die voor langere tijd onder water konden blijven zonder adem te halen (zoals krokodillen en schildpadden) zouden zo’n tijdelijk zuurstoftekort hebben kunnen overleven.

Zo geven de onderzoekers voor een groot aantal diergroepen aan waarom zij, op basis van de directe en/of indirecte gevolgen van de hittepuls, wel of niet (deels) konden overleven. Ze vergelijken die theoretische benadering met wat er uit de paleontologische praktijk bekend is over de massauitsterving. Theorie en praktijk blijken zeer goed met elkaar overeen te komen (al zijn er natuurlijk uitzonderingen). Dat wijst erop dat de kortstondige hittepuls inderdaad gezien kan worden als de belangrijkste oorzaak voor het uitsterven van zoveel planten- en diergroepen. De massauitsterving vond dus binnen slechts enkele uren plaats.

Referenties:
  • Robertson, D.S., McKenna, M.C., Toon, O.B., Hope, S. & Lillegraven, J.A., 2004. Survival in the first hours of the Cenozoic. Geologicalo Society of America Bulletin 116, p. 760-768.

478 Aanwijzingen voor grote inslag op grens Perm/Trias
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Er zijn aanwijzingen gevonden dat de grens tussen Perm en Trias (die ook de grens vormt tussen het Paleozoïcum en het Mesozoïcum, 251 miljoen jaar geleden) net als de grens tussen Krijt en Paleoceen (die ook de grens vormt tussen Mesozoïcum en Tertiair, 64 miljoen jaar geleden) veroorzaakt werd door de inslag van een grote meteoriet. Op de grens tussen Perm en Trias stierven nog meer soorten uit dan op de K/T-grens: ongeveer 80% van de soorten op het land en ongeveer 90% van de soorten in zee verdwenen bij deze massauitsterving van de aardbodem.


DOOR HOGE DRUK OPGESMOLTEN PLAGIOKLAASKRISTAL VAN RUIM 3 KM DIEP

De aanwijzingen voor een grote inslag op de P/T-grens zijn in veel opzichten vergelijkbaar met de inmiddels overbekende aanwijzingen voor zo’n inslag op de K/T-grens. In het laatste geval werd, in 1994, dankzij satellietbeelden een enorme (inslag)krater ontdekt op (of liever: onder) het Mexicaanse schiereiland Yucatán; die krater was inmiddels door kilometers dikke pakketten jongere sedimenten bedekt. Nu is een soortgelijke krater, ook onder kilometersdikke sedimentpakketten, ontdekt in de zee ten noordwesten van Australië. Ter plaatse bestaat een verhoogde zeebodem, die bekend staat als de 'Bedout Hoogte', en waarvan al eerder werd geopperd dat die met een inslag te maken kon hebben. Zwaartekrachtmetingen hebben nu aangetoond dat het mogelijk gaat om een inslagkrater met een doorsnede van zo’n 200 km.

De vage kratervorm is echter niet de belangrijkste aanwijzing. In een boorkern die al jaren geleden ter plaatse door een oliemaatschappij werd opgehaald troffen onderzoekers een type kwarts aan dat alleen bij uitzonderlijk hoge druk (zoals die kan bestaan bij een grote inslag) kan ontstaan. Hoewel er ook twijfel aan die interpretatie bestaat (sommige deskundigen menen dat deze vorm van kwarts ook bij extreme vulkanische processen kan ontstaan), is het echter een sterke aanwijzing. Maar er is meer: op het vasteland van Australië en op Antarctica (dat ten tijde van de gebeurtenis direct aan Australië grensde), is in lagen van dezelfde ouderdom ook dit type kwarts aangetroffen, dat daar terecht moet zijn gekomen toen bij de inslag grote hoeveelheden materiaal hoog in de atmosfeer werden geworpen.

Voorlopige schattingen geven aan dat de meteoriet (als het een meteoriet was ...) ongeveer net zo groot moet zijn geweest als de meteoriet die de aarde op de K/T-grens trof: een diameter van ca. 10 km. Het moet echter wel een ander type hemellichaam zijn geweest. De K/T-grens wordt immers bijna overal ter wereld gekenmerkt door een laagje met een sterk verhoogde concentratie aan het metaal iridium, dat in sommige meteorieten veel rijker voorhanden is dan op aarde het geval is. Een dergelijk iridiumlaagje is van de P/T-grens echter niet bekend. Wel zijn er merkwaardige koolstofmoleculen van bekend (fullerenen, bekend als de voetbalvormige 'bucky ball', waarvan eveneens bekend is dat die in sommige hemellichamen relatief veel voorkomen (terwijl ze op aarde zeldzaam zijn).

Over de oorzaak van de massauitsterving op de K/T-grens wordt nog volop gediscussieerd. Sommige onderzoekers denken aan een direct gevolg van de inslag (zie het voorgaande artikel van Geonieuws), maar anderen wijzen op de mogelijk rampzalige gevolgen van de enorme uitvloeiingen van lava in India, waardoor honderdduizenden vierkante kilometers met dikke basaltpakketten werden bedekt. Merkwaardig genoeg bestaat er op de P/T-grens een vergelijkbaar verschijnsel: in Siberië vond toen eenzelfde, gigantische uitvloeiing van basalt plaats. Wellicht hebben grote inslagen zo’n invloed op de aarde dat daardoor zulke uitbarstingen van spleetvulkanisme (waarbij honderdduizenden kubieke kilometers basalt uitvloeien) kunnen ontstaan.

Referenties:
  • Becker, L., Poreda, R.J., Basu, A.R., Pope, K.O., Harrison, T.M., Nicholson, C. & Iasky, R., 2004. Bedout: a possible end-Permian impact crater offshore of Northwestern Australia. Science 304, p. 1469-1476.
  • Kerr, R.A., 2004. Evidence of huge, deadly impact found off Australian coast? Science 304, p. 941.

479 Dinouitwerpselen nauwelijks op waarde te schatten.
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !

Diverse paleontologen hebben, via een paleontologische adressenlijst, een e-mail bericht ontvangen van het Royal Saskatchewan Museum in Regina (Canada) met het verzoek om de waarde te schatten van een coproliet van Tyrannosaurus rex. Coprolieten zijn de versteende uitwerpselen van dieren. Ze zijn niet bijzonder zeldzaam, en ook van coprolieten van dinosauriërs zijn grote aantallen bekend; ze zijn zelfs via Internet te koop (kleintjes vanaf ca. 10 dollar).


DE COPROLIET VAN TYRANNOSAURUS REX

In het geval waarin het museum in Saskatchewan tal van deskundigen inschakelde, gaat het uiteraard om een uitzonderlijk exemplaar. Het exemplaar weegt ongeveer 7 kg, en is daarmee duidelijk de grootste in zijn soort. Het werd in 1995 gevonden in de directe omgeving van Saskatchewan. Het is niet de bedoeling van het museum om deze uitzonderlijke coproliet te verkopen. De interesse in de mogelijke prijs was het resultaat van de wens om het exemplaar te verzekeren. Omdat deze coproliet uniek is, kon er echter nauwelijks een te verzekeren bedrag voor worden vastgesteld. Volgens de curator van de afdeling aardwetenschappen van het museum, Harold Bryant, is het dan gebruikelijk om experts om een waardeoordeel te vragen.

Wetenschappers kunnen daarover echter heel andere opvattingen hebben dan handelaren. Michael Sicak, eigenaar van Treasures of the Earth Ltd. (Schatten van de Aarde bv) in het Amerikaanse plaatsje Hollsopple, heeft al gemeld dat hij denkt de coproliet wel voor minstens 15.000 dollar te kunnen verkopen; vanwege het unieke karakter is hij daar echter ook niet helemaal zeker van. Volgens Mark Goodman, een vertebraten-paleontoloog die verbonden is aan het paleontologisch museum van de Universteit van California in Berkeley, is de coproliet wetenschappelijk gezien van onschatbare waarde, maar hij is de eerste om toe te geven dat dat weer heel iets anders is dan een handels- of verzekeringwaarde.

Het maakt Jurassic Park nog interessanter: wie een dinosauriër in zijn achtertuin zou hebben rondlopen en hem goed te eten zou geven, zou bijna letterlijk over een 'ezeltje-schijt-geld' beschikken.

Referenties:
  • Anonymus, 2004. Dibo dilimma. In: Holden, C. (red.): random samples. Science 304, p. 1106.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl