NGV-Geonieuws 77

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 September 2004, jaargang 6 nr. 18

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 490 Heftige stormen tillen tonnenzware blokken tientallen meters hoog op klif
  • 491 Seismisch onderzoek op zee hindert bij 1-10 kHz walvisachtigen
  • 492 Oude steengroeves in Izmir leveren gevaar op
  • 493 Enorme inslagkrater op Antarctica
  • 494 Nissen van door Taliban opgeblazen beelden bedreigd

    << Vorige uitgave: 76 | Volgende uitgave: 78 >>

490 Heftige stormen tillen tonnenzware blokken tientallen meters hoog op klif
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Geomorfologie !

Op diverse plaatsen in de wereld worden grote steenblokken, vaak van meters groot, gevonden op kliffen (of andere kustvormen) op vele meters boven zeeniveau. De verklaring die daarvoor werd gegeven, was vrijwel altijd dat ze op hun huidige positie zijn gekomen door seismische vloedgolven (tsoenami’s), die bij de kust veelvuldig vele meters hoog kunnen worden en die een verwoestende kracht kunnen hebben. Vooral rondom de Stille Oceaan - waar inderdaad veel tsoenami’s optreden - worden dergelijke 'opgetilde' blokken gevonden.


De aan sterke golferosie onderhevige kust van de Aran-Eilanden

Ze komen echter ook voor aan de westkust van Ierland. Van de Atlantische Oceaan zijn echter slechts weinig tsoenami’s bekend. De heftigste tsoenami die ooit in Ierland is geregistreerd, ontstond na een aardbeving bij Lissabon, en de resulterende vloedgolf bereikte in Ierland een hoogte van 'slechts' zo’n drie meter. Toch komen er in Ierland grote stenen voor die veel hoger zijn opgetild; duidelijke voorbeelden zijn te vinden op de Aran eilanden, vlak voor de westkust van Ierland. Stenen tot zo’n 250 ton worden er aangetroffen op klifplateaus vlak boven zeeniveau, maar op 12 m hoogte komen nog altijd stenen voor van minimaal 117 ton, op 15-15 m stenen van zo’n 45 ton, en stenen van bijna 3 ton komen zelfs voor op 50 m boven het huidige zeeniveau. Die stenen kunnen daar niet in een ver verleden zijn neergelegd door een tsoenami van (nu) ongekende kracht, want tussen de stenen zit plastic afval geklemd. De stenen moeten dus in de laatste decennia hun huidige positie hebben gekregen. Dat er in die tijd geen reusachtige tsoenami’s zijn voorgekomen, staat vast. Er moet dus een ander mechanisme werkzaam zijn geweest.


Een rug van rotsblokken op 20 m boven zeeniveau

Er komen uiteraard maar weinig processen in aanmerking voor het zo hoog optillen van dergelijke grote stenen. Het meest voor de hand ligt golfwerking bij zware storm, maar golven van 50 m hoog zijn onbekend. Wel is overigens pas onlangs gebleken dat zeemansverhalen over golven van 25-30 m hoog juist zijn: dergelijke golven zijn, dankzij een veel gedetailleerd netwerk voor waarnemingen, nu onomstotelijk vastgesteld. Dergelijke door storm opgewekte golven kunnen zeker de stenen op de lagere plateaus van de kliffen op de Aran-eilanden verklaren. Dat ze ook werkelijk de stenen op hun plaats getild hebben, is zelfs zeer aannemelijk: veel stenen liggen 'dakpansgewijs' tegen elkaar gestapeld, steeds hellend in de overheersende windrichting (net zoals platte stenen in een rivier dakpansgewijs liggen, stroomopwaarts hellend omdat dat de meest stabiele positie is).

Voor de stenen op de hoogste klifniveaus op de Aran-eilanden biedt golfwerking op zichzelf onvoldoende verklaring. Mike Williams en Adrian Hall hebben daarvoor echter toch een plausibele verklaring gevonden. De kliffen op de eilanden vertonen, door een systeem van diaklazen (scheuren, spleten), een aantal plateaus. Als het water van een stormgolf op zo’n plateau terechtkomt, neemt bij een deel van het water de snelheid toe. Daardoor krijgt de watermassa (voor een deel) weer meer energie, en bereikt een hoger plateau. Daar gebeurt met een deel van het water hetzelfde, etc. Zo konden uiteindelijk stenen van ruwweg een kubieke meter tot op 50 m boven zeeniveau worden opgetild.

Referenties:
  • Williams, M.D. & Hall, A.M., 2004. Cliff-top megaclast deposits of Ireland, a record of extreme wavews in the North Atlantic - storms or tsunamis? Marine Geology 206, p. 101-117.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Mike Williams, Department of Earth and Ocean Sciences, National University, Galway (Ierland).

491 Seismisch onderzoek op zee hindert bij 1-10 kHz walvisachtigen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over Geofysica !

Het is al lang bekend dat veel zeezoogdieren hinder ondervinden van seismisch onderzoek op zee; enkele strandingen van walvissen zijn toegeschreven aan desoriëntatie als gevolg van de geluidsgolven. Bij sommige typen seismisch onderzoek wordt de zeebodem met een soort luchtgeweer (airgun) vanaf schepen gepenetreerd, waarbij geluidsgolven worden opgewekt; ook kunnen springladingen tot ontploffing worden gebracht. De dieren moeten daar in ieder geval hinder van ondervinden, want na een opgewekte geluidsgolf ontvluchten ze het gebied tot zo’n 10 km ver. Mede daarom nam de Verenigde Staten al in 1972 een wet aan die strenge beperkingen stelde aan seismisch onderzoek vanaf schepen.


Het onderzoekschip Maurice Ewing met een serie van 20 airguns

Tot nu toe was echter weinig bekend van de onderliggende problematiek. Omdat seismisch onderzoek steeds belangrijker wordt (er bestaan zo’n 100 schepen voor zulk seismisch onderzoek; dagelijks zijn daarvan 15-10 actief), is het echter van groot economisch belang dat er geen zinloze beperkingen aan dit onderzoek worden opgelegd. Daarom is vanaf een onderzoeksschip waarop 20 'luchtgeweren' aanwezig zijn, onderzoek gedaan naar de hinder die de dieren ondervinden, afhankelijk van de geluidssterkte en de frequentie van het geluid, zowel in diep als in ondiep water. Dit gestructureerde onderzoek heeft nu eindelijk kwantitatieve gegevens opgeleverd over de hinder die zeezoogdieren (en vooral walvissen) ondervinden van dit soort seismisch onderzoek.

Uit het onderzoek kwam ondermeer naar voren dat de gevolgen van laagfrequente golven in diep water tot nu toe werden overschat, en in ondiep water juist onderschat. Walvissen blijken verder erg gevoelig voor geluidsgolven met een frequentie van 1-10 kHz; de meeste 'luchtgeweren' wekken een geluidsgolf op van slechts 5-100 Hz, en kunnen volgens dit onderzoek dus zonder nadelige gevolgen voor walvisachtigen worden toegepast. Werkmethoden waarbij geluidsgolven ontstaan met frequenties van 1-10 kHz zullen echter waarschijnlijk definitief worden verboden.

Referenties:
  • Tolstoy, M., Diebold, J.B., Webb, S.C., Bohnenstiel, D.R., Chapp, E., Holmes, R.C. & Rawson, M., 2004. Broadband calibration of R/V Ewing/seismic sources. Geophysical Research Letters 31, doi:10.129/2004GL020234.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Frequenties 1 tot 20 kHz schaden walvis' geplaatst in het katern 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (14 augustus 2004).

492 Oude steengroeves in Izmir leveren gevaar op
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Net als bij veel andere steden het geval is, zijn veel gebouwen in Izmir opgetrokken van lokale gesteentesoorten. Die werden oorspronkelijk gewonnen in groeves die vlak buiten de stad werden aangelegd. Naarmate de stad verder groeide, kwamen dergelijke groeves veelal binnen de stadsgrenzen te liggen, waarna ze gesloten werden. Er werden dan weer nieuwe groeves even buiten de stad aangelegd, die bij verdere uitbreiding van de stad eenzelfde lot ondergingen. Dat kon zo geruime tijd voortgaan, waardoor in Izmir nu zo’n 70 verlaten steengroeves binnen de stadsgrenzen liggen. Het gaat in 56 gevallen om groeves in andesiet; 8 verlaten groeves werden aangelegd in kalksteen, 4 in flysch en 2 in lava met een dacitische samenstelling.


De groeve Osmangazi in Izmir met huizen vlak langs de afglijdende wanden

Die oude groeves leveren nu gevaar op, omdat huizen tot vlak bij de steile wanden zijn gebouwd. Afbrokkeling van die wanden en afglijdingen bedreigen die huizen. Het risico dat die situatie op den duur dodelijke slachtoffers zal vergen, is zeer groot. De beste oplossing zou natuurlijk zijn om bij het bouwen een veilige afstand in acht te nemen, maar daarvoor is het inmiddels te laat. Sociaal is het niet acceptabel om overal waar mogelijk problemen kunnen optreden, alle huizen te ontruimen. Daarom is een geotechnisch onderzoek uitgevoerd om de risico’s van afglijdingen via discontinuïteitsvlakken te bepalen, en om na te gaan of herhaling van zulke afglijdingen te verwachten is op plaatsen waar zulke afglijdingen inmiddels al hebben plaatsgevonden.

Het blijkt dat de risico’s vooral worden bepaald door discontinuïteiten in het gesteente, de mate van verwering, en de aanwezigheid van oppervlaktewater. Analyse wijst uit dat de 70 verlaten groeves in totaal op 84 plaatsen gevaar opleveren. Opvallend is dat het in het noorden van Izmir - waar de groeves vooral in de andesieten liggen - voornamelijk gaat om het risico van afbrokkelende wanden, terwijl in het zuiden afglijdingen meer gevaar opleveren. Tot nu toe zijn er weinig ongevallen geweest, maar dat komt mede doordat de grootste uitbreiding van Izmir van recente aard is. Inmiddels is echter volgens het onderzoek een stadium bereikt waarin het grootste deel van de wanden in de verlaten groeves instabiel is geworden. Vooral tegen afglijdingen zijn op korte termijn maatregelen vereist om ongevallen in de nabije toekomst te voorkomen.

Referenties:
  • Koca, M.Y. & Kincal, C., 2004. Abandoned stone quarries in and around the Izmir city centre and their geo-environmental impacts – Turkey. Engineering Geology 75, p. 49-67.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Cem Kincal, Applied Geology Division, Dokuz Eylül University, Izmir (Turkije).

493 Enorme inslagkrater op Antarctica
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie !

Op Antarctica is onder een ijskap van ruim 2 km dik de tot nu toe de grootste samengestelde inslagkrater op aarde gevonden. Samengestelde inslagkraters ontstaan door de vrijwel gelijktijdige inslag van brokstokken van een uiteengespat hemellichaam; omdat de brokstukken niet precies gelijktijdig neerkomen, maar een eigen baan volgen, is het resulterende inslaggebied ellipsvormig. In dit geval gaat het om een doorsnede van ca. 4000 bij 2000 km. De grootste krater binnen dit kraterveld heeft een doorsnede van minimaal 240 km, 60 km meer dan de inslagkrater van Chixulub, die de grens tussen Krijt en Tertiair markeert. Dit kon worden opgemaakt uit afwijkingen in het zwaartekrachtpatroon. De gegevens werden informeel bekend gemaakt op het 32e International Geological Congress dat in augustus in Florence (Italië) werd gehouden.


De Ross-Zee, waar de inslag moet hebben plaatsgevonden

Bijna over het hele continent van Antarctica strekken zich zwaartekrachtsanomalieën uit, maar een concentratie is aanwezig onder de ijskap in het oostelijke deel. Die ijskap maakt direct onderzoek onmogelijk. De anomalieën strekken zich echter uit tot onder de Ross-Zee en de Weddell-Zee, wat onderzoek vanaf schepen waarschijnlijk wel mogelijk zal maken. Dat kan wellicht ook de ouderdom van de reusachtige krater worden vastgesteld. De structuren onder het ijs maken het echter waarschijnlijk dat het hemellichaam geologisch gesproken kort geleden insloeg, dat wil zeggen toen Antarctica min of meer zijn huidige positie op de zuidpool al had ingenomen, en door een ijskap was bedekt.

Er moet bij de inslag veel gesmolten gesteente de ruimte in zijn geworpen en als glasachtige deeltjes weer op aarde teruggevallen. Zulke deeltjes, tektieten genoemd, kunnen bij een zware inslag duizenden kilometers van de plaats van inslag terechtkomen. Het is in deze context interessant dat er een groot gebied met tektieten voorkomt in Australië, ongeveer 5600 km van de veronderstelde plaats van de grootste inslag (in het gebied van de Ross-Zee). Tot nu toe was niet bekend door welke inslag dit Australische tektietenveld was ontstaan, maar een oorzakelijk verband met de inslag op Antarctica is nu waarschijnlijk. Een inslag van een hemellichaam dat zulke enorme kraters veroorzaakt in de directe nabijheid van Antarctica zal zeker wereldwijde gevolgen hebben gehad: als Antarctica destijd bedekt was met een ijskap, moeten grote delen daarvan opgebroken zijn en in zee zijn afgegleden. Dit zou een aanzienlijke zeespiegelstijging tot gevolg hebben gehad De onderzoekers sluiten zelfs niet uit dat er een zeespiegelstijging van vele tientallen meters kan zijn opgetreden. Daarvoor zijn echter tot nu toe nergens aanwijzingen gevonden.

Referenties:
  • Weihaupt. J.G. & Hoeven, F.G. van der, 2004. The Antarctic gravity spectrum: mantle, lithospherre ans crustal considerations. Abstracts 32nd International Geological Congress (Florence, 2004), 163-46.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Onder Antarcticaijs gaat reusachtige inslagkrater schuil' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 september 2004).

Foto: NOAA.

494 Nissen van door Taliban opgeblazen beelden bedreigd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Archeologie !

Het opblazen van de twee reusachtige Boeddhabeelden bij Bamiyan (centraal Afghanistan) door de Taliban in maart 2001 blijkt ook de stabiliteit van de rotsen waarin ze waren uitgehouwen te hebben aangetast. Het voorgenomen herstel van de beelden op hun oorspronkelijke plaats wordt daardoor zeer bemoeilijkt. Dat blijkt uit een presentatie op 26 augustus door Christian Manhart (UNESCO) en Claudio Margottini (ENEA) op het 32e International Geological Congress (Florence).


Een van de nissen, voor en na het opblazen van het boeddhabeeld



De beelden, die in de tweede en derde eeuw na Christus werden uitgehouwen, zijn in zoveel stukken uiteen gevallen dat herstel onmogelijk is. Vanwege hun grote cultuurhistorische waarde zijn echter plannen ontwikkeld om kopieën op hun oorspronkelijke locatie te plaatsen. Het gaat daarbij om nissen die in rotsen zijn uitgehouwen. Die rotsen waren al niet volledig stabiel, maar door de explosies die de Taliban veroorzaakten met uitsluitend het doel om de beelden te vernietigen, is hun vervalproces versneld. Het gaat daarbij zowel om langzame afglijdingen als om afstortend gesteente. Deze processen zijn inmiddels al op diverse plaatsen opgetreden; in de nis van de minst grote Boeddha zijn bijvoorbeeld bovenin al drie keer steenmassa’s naar beneden gestort. Aan de oostelijke kant is bovenin een ruimte achter de rots uitgehouwen, waarin een trap omhoog voert. De steenmassa tussen de ruimte voor de trap en de nis van het opgeblazen Boeddhabeeld is slechts 30-50 cm dik, en dreigt nu ook in te storten, waardoor de oorspronkelijke vorm van de nis volledig verloren zou gaan. Aan de westkant bovenin worden ook steeds meer verschijnselen van instabiliteit waargenomen. Vrijwel het gehele gesteentepakket dat de nis van de grootste Boeddha omsluit vertoont eveneens sporen van instabiliteit die door de explosies in 2001 moeten zijn veroorzaakt.

Inmiddels is een begin gemaakt met voorlopige maatregelen om verder verval van de twee nissen te voorkomen. Dat is mede van belang om archeologen de mogelijkheid te bieden om een goede inventarisatie uit te voeren en om op de bodem van de nis alle nog als zodanig herkenbare restanten van de opgeblazen beelden te verzamelen. Daartoe zijn onstabiele rotsstukken nu onderstut, en zijn bovenin stabiliserende elementen zoals spijkers en ankers in de wand geslagen. Cement is gebruikt om gaten en spleten te dichten waarin anders water zou kunnen binnendringen dat bij opvriezen extra schade zou veroorzaken (doordat ijs een groter volume inneemt dan water). Als voorlopige maatregelen lijken deze voorzieningen effectief te werken. Of de locatie ooit nog stabiel genoeg kan worden gemaakt om de plaats in oude luister te herstellen, is echter onzeker.

Referenties:
  • Manhart, Chr. & Margottini, C., 2004. Geo-mechanical instability and stabilisation works for the Buddha niches and cliff in Bamiyan Valley (central Afghanistan). Abstract 32nd International Geological Congres (Forence, 2004) S03.01: 1 pp.

Foto’s: UNESCO


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl