NGV-Geonieuws 8

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Juni 2000, jaargang 2 nr. 2

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

    Klik hier om deze uitgave af te drukken !
  • 91 Conclusie internationale workshop: klimaatmodellen noch voor verleden noch voor toekomst bruikbaar
  • 92 Het bizarre einde van de laatste ijstijd
  • 93 Temperatuurfluctuaties op eind Pleistoceen waren niet synchroon
  • 94 Voldoende schone steenkoolenergie voor 10 miljard mensen bij beter inzicht in geochemie
  • 95 SauriŽr bezat staart met typische vogelkenmerken
  • 96 Massaal uitsterven gebeurde 200 miljoen jaar geleden eerst op het land, pas daarna in zee
  • 97 Een blik onder ons nationale stukje buitenland
  • 98 Harde sancties in AustraliŽ tegen dief van fossiele voetstappen
  • 99 Een slang met poten
  • 100 Loodisotopen in boomringen weerspiegelen ontwikkeling van de luchtvervuiling met zware metalen
  • 101 Kalkoen heeft zelfde streng DNA als dinosauriŽr
  • 102 Vulkanische erupties onder IJslandse ijskap minder sterk dan radarbeelden suggereren

    << Vorige uitgave: 7 | Volgende uitgave: 9 >>

91 Conclusie internationale workshop: klimaatmodellen noch voor verleden noch voor toekomst bruikbaar
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De momenteel gehanteerde klimaatmodellen hebben geen enkele betekenis voor het geologische verleden; en evenmin voor de toekomst. Die conclusie mag - hoewel hij niet zo expliciet werd uitgesproken - worden getrokken op basis van de internationale workshop over 'snelle temperatuurstijging aan het einde van de laatste ijstijd: analyse van geologische gegevens en klimaatmodellering'. De workshop, met ruim 50 specialisten uit alle hoeken van de aarde, werd van 22-24 februari in Haarlem gehouden en was georganiseerd door medewerkers van de Faculteit der Aardwetenschappen van de Vrije Universiteit.

De meest kritische uitspraken ten opzichte van de nu veelvuldig gehanteerde modellen vielen te beluisteren tijdens de discussies waarvoor steeds na enkele - met elkaar samenhangende - lezingen ruimschoots gelegenheid bestond. Tijdens die discussies kwamen, net zoals trouwens in de beroemde 'wandelgangen', geluiden naar voren die niet vaak officieel gehoord worden. Klimaatonderzoek is nu eenmaal een politiek beladen onderwerp geworden. Dat bleek al uit een inleidende toespraak van G.J. Heij van het Nederlands Onderzoek Programma (NOP), dat de workshop mede tot stand had laten komen. Heij presenteerde onder meer de doelstellingen van het NOP, waaruit duidelijk bleek dat die (overheid)beleidondersteunend zijn. Dat kan natuurlijk nooit een goed uitgangspunt zijn voor wetenschappelijk onderzoek, maar onderzoekers zijn internationaal wel van dergelijke organisaties afhankelijk voor de financiering van hun onderzoek. Ze zijn dan ook vaak - al dan niet noodgedwongen - voorzichtig bij uitlatingen in de media.

Hun 'wraak' nemen ze vaak op conferenties, symposia en workshops als deze. Daar worden de resultaten gepresenteerd van sterk uiteenlopend onderzoek. De implicatie van de resultaten is vaak onomwonden: de huidige klimaatmodellen mogen sommige huidige zaken goed verklaren, maar ze bieden geen noemenswaardige verklaring voor de vaak grote fluctuaties van het klimaat in het geologische verleden.

Referenties:
  • Heij, G.J., 2000. Welcome. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).
  • Paul, A., 2000. The role of the ocean in glacial/interglacial transitions. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).
  • Rahmstorf, S., 2000. Rapid glacial changes simulated by the CLIMBER-2 model. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).
  • Renssen, H., 2000. A short introduction to climate modelling. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).
  • Weber, S.L., 2000. Patterns of variability and rapid change in long transient simulations with the ECBilt coupled model. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the ladt glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).

92 Het bizarre einde van de laatste ijstijd
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over Glaciologie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat !

Niet voor niets vormde het einde van de laatste ijstijd de rode draad op de workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' in Haarlem (zie de bijdrage aan Geonieuws hiervoor). Over de temperatuurfluctuaties die toen optraden, is namelijk veel bekend, zij het dat die kennis vooral berust op wat tegenwoordig 'proxies' worden genoemd. Het zijn indirecte gegevens, die door interpretatie (met alle mogelijke fouten van dien) inzicht geven in het onderwerp van onderzoek.

Voor het nabije geologische verleden, en daaronder valt het einde van de laatste ijstijd, zoín 11.500 jaar geleden, heeft van oudsher analyse van stuifmeelkorrels (pollen) - via een reconstructie van de vegetatie - een hoofdrol gespeeld bij paleoklimatologisch onderzoek. Om de fluctuaties in temperatuur te kunnen vaststellen, moet echter ook een soort 'klok' worden geraadpleegd. Dat is sinds de veertiger jaren de radiometrische ouderdomsbepaling van organische stoffen geweest op basis van hun gehalte aan koolstof-14 (C-14).

Juist die C-14-bepalingen hebben echter de laatste tijd aan waarde ingeboet, omdat tal van factoren (zoals variaties in de intensiteit van de zonnestraling) ervoor hebben gezorgd dat de verhouding tussen C-14 en (het normale) C-12 in de atmosfeer niet constant was; integendeel: er zijn aanzienlijke fluctuaties in opgetreden, zodat bepaalde dateringen - waaronder juist die aan het einde van de laatste ijstijd - principieel een zeer grote onzekerheidsmarge vertonen. Daarnaast is duidelijk geworden dat bijv. stuifmeelkorrels in een sediment door de aanvoer van koolstofhoudend water naderhand 'verontreinigd' kunnen worden, wat een juiste datering nog verder bemoeilijkt. Niettemin zijn er inmiddels zoveel andere - onderling toetsbare - dateringsmethoden gevonden dat er een uiterst betrouwbaar beeld is ontstaan van de temperatuurfluctuaties aan het einde van de laatste ijstijd. De mate van detail is zo groot dat voor veel gebieden zelfs aparte temperatuurcurves voor de warmste maand en voor de winter kunnen worden gereconstrueerd.

Die curves vertonen een schokkend beeld: de temperatuur ging na het laatste deel (Jonge Dryas) van de laatste ijstijd (Weichselien) binnen korte tijd met meer dan 5 įC omhoog. Het begin (Preboreaal) van de postglaciale tijd (Holoceen) kwam dus abrupt. We weten nu dat die temperatuurstijging binnen enkele decennia plaatsvond, eerder binnen 20 dan binnen 50 jaar. Dat betekent dus een - voor huidige begrippen - bizarre temperatuurstijging van ca. 0,2 įC per jaar. Dat is wel iets anders dan de temperatuurstijging sinds het begin van de industriŽle revolutie, die ongeveer 0,5 įC bedroeg in meer dan een eeuw.

Opvallend is dat in het Weichselien al eerder een abrupte temperatuurstijging was opgetreden, die zelfs nog veel sterker was. Geologisch gezien betekent dit dat de huidige temperatuurstijging, die tot zoveel politieke en maatschappelijke commotie leidt, zeer gering is ten opzichte van natuurlijke fluctuaties.

Referenties:
  • BjŲrck, S., 2000. Late Glacial chronology: the key for correlations and understanding of rapid clamatic changes. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling (Haarlem, 2000)'.
  • Goslar, T., Arnold, M., Tisnerat-Laborde, N., Czernik, J. & Wieckowski, K., 2000. Variations of Younger Dryas atmospheric radiocarbon explicable without ocean circulation changes. Nature 403, p. 877-880.
  • Isarin, R.F.B., 2000. A short introduction to proxy data and chronology. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling (Haarlem, 2000)'.

93 Temperatuurfluctuaties op eind Pleistoceen waren niet synchroon
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Hoe komen afwisselingen tussen ijstijden en interglacialen tot stand? Aan het werk van de Joegoslavische astronoom Milankovitch danken we het - nauwelijks meer omstreden - inzicht dat veranderingen in de stand van de aardas en van de baan van de aarde om de zon een belangrijke rol spelen. Maar er moeten nog veel meer factoren werkzaam zijn, en daarvan zijn er nog weinig goed bekend.

In hoeverre klimaatmodellen temperatuurveranderingen in de toekomst goed weten te voorspellen, kan uiteraard niemand met zekerheid zeggen. Daarvan maken veel beleidsmakers misbruik om juist steeds die modellen uit te kiezen die hun voorgenomen beleid ondersteunen. Een dergelijke keuze wordt vaak verdedigd door erop te wijzen dat alleen de toekomst kan uitwijzen of een gehanteerd model correct is. Dat is echter niet waar: een dergelijk model kan immers ook worden gebruikt om 'terug te rekenen' in de tijd, en om de uitkomsten voor een bepaald moment in het verleden te vergelijken met wat over dat tijdstip geologisch bekend is. En dan blijkt steeds opnieuw dat de nu met veel ophef gehanteerde klimaatmodellen allemaal dramatisch falen.

Hoe komt dat? Aan die vraag werd op de workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' in Haarlem (zie hiervoor) veel aandacht besteed. Zo werd onder meer opgemerkt het vaak gehanteerde CLIMBER-2 model voor de postglaciale tijd wel klopt voor het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan, maar niet voor het zuidelijk deel. Toegegeven, het noordelijk deel is veel belangrijker dan het zuidelijke vanwege de zogeheten 'Heinrich events', waarbij enorme pakketten landijs loslaten van de Groenlandse ijskap, naar het zuiden wegdrijven en zo een enorme koude-overdracht van noord naar zuid veroorzaken, die ook het oceanische circulatiepatroon beÔnvloedt. En dat patroon speelt weer een grote rol bij de temperatuurverdeling over de aarde. In het zuidelijk deel van de Atlantische Oceaan komen echter opwellingen van relatief warm water voor, die ook van invloed zijn.

Niet alle gebeurtenissen verlopen echter synchroon. Zo duiden analyses van een boorkern bij Byrd (op Antarctica) op perioden van opwarming tijdens de laatste ijstijd die omstreeks 1500 jaar eerder plaatsvonden dan vergelijkbare opwarmingen op Groenland. Daarom zal ook veel aandacht besteed moeten blijven worden aan lokale aanwijzingen, die kunnen variŽren van de spectaculaire bodemverstoringen die door koude in periglaciale gebieden veroorzaakt worden tot de verspreiding van groepen insecten (die door hun gezamenlijk voorkomen indicaties kunnen geven over de temperatuur ter plaatse). En met het wegvallen van C-14-analyses voor betrouwbare, zeer nauwkeurige dateringen, zal meer gewerkt moeten worden met 'markerhorizons' in de vorm van laagjes met minuscule fragmentjes die tijdens vulkanische uitbarstingen over de aarde zijn rondgeblazen.

Met modellen zijn de geologen tot nu toe niet veel verder gekomen wat betreft hun begrip van vroegere klimaatfluctuaties. 'Het is niet zozeer de vraag waarom het op het einde van de laatste ijstijd nog zo koud was', merkte Dr. A. Paul van het Scripps Institute of Oceanography op, 'maar veel meer waarom het voorafgaand aan dat zo koude interval nog zo warm was, ondanks de grootschalige toevoer van koude smeltwaterstromen'.

Referenties:
  • Grootes, P., 2000. Is rapid climatic warming local? Evidence from ice and ocean cores. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).
  • Walker, M.J.C., 2000. Rapid climatic change during the Last Glacial - Interglacial transition: timing and sequence of events. Program Workshop 'Rapid climate warming at the end of the last glacial: palaeodata analysis and climate modelling' (Haarlem, 2000).

94 Voldoende schone steenkoolenergie voor 10 miljard mensen bij beter inzicht in geochemie
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Het 30e International Geological Congress, gehouden in Beijing, die - ten onrechte - weinig aandacht in het westen heeft getrokken, was gewijd aan de geochemie van steenkool en de invloed van de grootschalige verbranding van die energiebron op het milieu en op de (menselijke) gezondheid. Voor China, dat beschikt over zeer grote steenkoolvoorraden - en waar steenkool ook verreweg de belangrijkste energiebron is - is dit onderwerp uiteraard van levensbelang.

Een speciaal tijdschriftnummer van het International Journal of Coal Geology bevat een keur aan artikelen over dit onderwerp. Een van de meest aansprekende betreft de vraag of de groeiende wereldbevolking in de 21e eeuw nog over voldoende energie zal beschikken, of steenkool daarbij een rol kan of moet spelen, en of de energievoorziening kan plaatsvinden zonder onaanvaardbare gevolgen voor het milieu en voor de - naar verwachting - 10 miljard mensen die eind volgende eeuw op aarde zullen wonen.

Met betrekking tot steenkool komt de Canadese onderzoeker, Fyfe, tot de conclusie, net als vrijwel alle andere deskundigen op energiegebied, dat steenkool als energiebron niet zal kunnen worden gemist naast de stromingsbronnen die een steeds grotere vlucht zullen nemen, ook al vanwege de schaarser wordende koolwaterstoffen (olie en gas) die bovendien in toenemende mate nodig zullen zijn voor de petrochemische industrie. Tot zover dus nieuws verrassends.

Opmerkelijk is echter dat Fyfe erkent dat de milieu- en gezondheidsproblematiek die nu het gevolg is van grootschalige verbranding van steenkool, voor een belangrijk deel te wijten is aan de nog steeds uiterst beperkte kennis die we hebben van de geochemie van deze brandstof. Steenkool is, chemisch gezien, een uiterst complexe materie; niet alleen vanwege de organische oorsprong, maar ook omdat steenkool een lange geologische geschiedenis achter de rug heeft, vaak met mineralisaties en demineralisaties. Het gevolg is dat steenkool niet alleen een enorm aantal (deels giftige) elementen in kleinere of grotere hoeveelheden bevat, maar dat er ook tal van - nu vaak nauwelijks bekende - chemische verbindingen in voorkomen.

Momenteel worden in de geÔndustrialiseerde wereld maatregelen tegen vervuiling (vooral door elektriciteitscentrales en andere grote 'stokers') genomen. Die betreffen gewoonlijk afvang van de vliegas, ontzwaveling en soms nog enkele processen. Zolang men echter geen rekening houdt met de geochemische karakteristieken van de verstookte steenkool (en iedere kool is anders!), blijft het volgens Fyfe echter dweilen met de kraan open. Volgens hem moeten grote steenkoolverbranders de kool gedetailleerd geochemisch analyseren. Dan zijn er gerichte maatregelen mogelijk die de uitstoot van schadelijke stoffen kunnen voorkomen of sterk beperken. Gebeurt dat op een gestructureerde wijze, dan kan het gebruik van steenkool volgens Fyfe - en dat is een nogal opzienbarende conclusie - ook op het einde van de 21e eeuw plaatsvinden zonder dat de dan waarschijnlijk weer bijna verdubbelde wereldbevolking er onder lijdt. Uiteraard moeten ook de technieken voor de opslag van as en van het geproduceerde CO2 in snel tempo verder worden ontwikkeld. De mogelijkheden daartoe acht Fyfe ruimschoots aanwezig.

Referenties:
  • Fyfe, W.S., 1999. Clean energy for 10 billion humans in the 21st century: is it possible? International Journal of Coal Geology 40, p. 85-90.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Beperkte kennis van samenstelling remt toepassing steenkool' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (29 januari 2000).

95 SauriŽr bezat staart met typische vogelkenmerken
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 !

De eerste vogels bezaten kenmerken die sterk lijken op die van sauriŽrs. Nu is er echter ook een fossiel ontdekt van een sauriŽr met een typisch vogelkenmerk. Dat maakt de evolutionaire verwantschap tussen beide groepen nog aannemelijker dan hij reeds was.

Een groep Amerikaanse, Poolse en Japanse onderzoekers bericht over een aan de bekende Oviraptor verwante sauriŽr, waarvan fragmenten werden gevonden in de Nemegt-Formatie in MongoliŽ. Deze formatie werd gevormd gedurende het Laat-Krijt. De vondst betreft de meeste wervels (met de uitstekende ribbels daarop) en verder onder meer ribben, bekken, dijbeen, scheenbeen, kuitbeen en enkele enkelbeenderen. Het gevonden exemplaar had een korte staart met 24 segmenten, waarvan de laatste vijf vergroeid zijn. Dit vergroeide uiteinde is tot nu toe beschouwd als een typisch kenmerk voor vogels. Dat het hier niet om een vogel gaat maar om een sauriŽr, lijdt echter geen twijfel, gezien de aard van de andere botten.


OVIRAPTOR

Volgens de onderzoekers gaat het in veel opzichten om een opmerkelijke soort, waaraan overigens nog geen naam is toegekend. Hij wijkt namelijk in een aantal opzichten sterk af van de overige therapoden uit die tijd, althans voor zover het niet gaat om vogels. Zo is het aantal van 24 staartsegmenten uitzonderlijk, want alle andere bekende oviraptosauriŽrs hebben er meer: zo hebben Oviraptor mongoliensis en Ingenia er 27 en Conchoraptor zelfs 32. Het lage aantal staartsegmenten lijkt ook een aanwijzing van een evolutionaire tussenvorm met vogels, want die hebben er gewoonlijk 18-23.

Het niet-vergroeide gedeelte van de staartbeenderen vertoont, van segment 15 tot segment 24, karakteristieken die afwijken van die van de verwante sauriŽrs, onder meer wat betreft de mate waarop ze aan elkaar vastzitten. Het gaat niet om een pathologische afwijking, stellen de onderzoekers, gezien de verder zeer regelmatige bouw van de staart, die geen ruwe oppervlaktetextuur op de botten vertoont, geen asymmetrische groei, geen onderbreking van de groei, en evenmin tekenen van verwondingen.

De onderzoekers wijzen erop dat oviraptosauriŽrs volgens de huidige inzichten niet meer verwant zijn aan vogels dan veel andere groepen sauriŽrs. Daarom menen ze dat men er niet zonder meer van mag uitgaan dat de korte staart en de vergroeide staartbeenderen direct vergelijkbaar zijn met de staart van vogels. Ze merken echter ook op dat van een aantal groepen sauriŽrs bekend of waarschijnlijk is dat ze een soort veren hadden, en dat dit ook voor de oviraptosauriŽrs mogelijkerwijze het geval was. De korte staart en de vorm van het vergroeide staartbeen zijn goed in overeenstemming te brengen met een staart met lange veren.

Referenties:
  • Barsbold, R., Currie, Ph.J., Myhrvold, N., Osmolska, H., Tsogtbaatar, K. & Watabe, M., 2000. A pygostyle from a non-avian therapod. Nature 403, p. 155-156.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Fossiel van sauriŽr ontdekt met staart die aan vogel doet denken' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (12 februari 2000).

96 Massaal uitsterven gebeurde 200 miljoen jaar geleden eerst op het land, pas daarna in zee
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Een aantal geologische grenzen berust op het plotseling uitsterven van grote aantallen planten- en (vooral) diergroepen, zowel op land als in de zee. Het uitsterven op land en in zee op de belangrijke geologische grens tussen Trias en Jura, blijkt echter niet gelijktijdig te zijn opgetreden. In zee stierven grote aantallen diergroepen uit, waaronder de nog steeds raadselachtige dieren die de wijd verspreide conodonten (minuscule, getande 'plaatjes') bevatten, die gedurende het gehele PaleozoÔcum en de Trias in grote aantallen moeten hebben geleefd. Op het land stierven zoveel diergroepen uit dat de daarvoor nog vrijwel onbekende dinosauriŽrs plotseling alle 'vrijheid' kregen en aan een snelle ontwikkeling begonnen.

Een internationaal onderzoeksteam heeft nu vastgesteld dat het uitsterven op het land en in zee op de grens Trias/Jura niet gelijktijdig plaatsvond. Ze konden die grens in mariene afzettingen zeer nauwkeurig radiometrisch dateren op basis van de verhouding tussen uranium en lood in zirkoonkristallen die ze aantroffen in een vulkanische aslaag, die ze precies op de grens van Trias en Jura aantroffen. De ouderdom van die aslaag, die ze aantroffen in een sectie op een groep eilanden even voor de westkust van Canada, bleek 199,6 Ī 0,3 miljoen jaar te zijn. Toevalligerwijze werd dezelfde grens onlangs ook bepaald op basis van het desbetreffende stadium in de evolutie van ammonieten, dat ook met de U/Pb-verhouding kon worden gedateerd. Het moment van massaal uitsterven in zee lijkt daarmee onomstotelijk vast te liggen.

Het gevonden tijdstip wijkt echter enigszins af van de eerder bepaalde grens tussen Trias en Jura, zoals die was vastgesteld op basis van het plotseling verdwijnen van talrijke plantensoorten, alsook van grote groepen gewervelde dieren. Dat uitsterven was eveneens zeer nauwkeurig radiometrisch bepaald, waarbij 200,6 miljoen jaar als tijdstip was gevonden. Dat betekent dus dat op het land het massale uitsterven enkele honderdduizenden jaren voor het massaal uitsterven in zee plaatsvond.

Dat doet de vraag rijzen of de beide fasen van uitsterven met elkaar te maken hebben. Dat is geenszins uitgesloten, want er zijn processen denkbaar die veel sneller invloed hebben op het leven op het land dan op de mariene fauna. Te denken valt daarbij in veranderingen van de samenstelling van de atmosfeer, bijv. door het plotseling stijgen van de concentraties koolzuurgas of methaan. Een dergelijke gebeurtenis zou mogelijk pas op langere termijn het leven in zee beÔnvloeden, als gevolg van de bufferwerking van de zee.

Referenties:
  • Palfy, J., Mortensen, J.K., Carter, E.S., Smith, P.L., Friedman, R.M. & Tipper, H.W., 2000. Timing the end-Triassic mass extinction: first on land, then in the sea? Geology 28, p. 39-42.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Trias/Jura-grens op het land is iets ouder dan die in zee' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (4 maart 2000).

97 Een blik onder ons nationale stukje buitenland
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Weinig Nederlanders weten waarom ons land zoín merkwaardig 'aanhangsel' heeft in de vorm van Zuid-Limburg. Het heeft een economische oorzaak: dit gebied werd aan Nederland toegewezen na de afscheiding van BelgiŽ, omdat dit gebied de toen zeer belangrijke steenkolen op winbare diepte bevatten. Dat 'winbaar' moet overigens met enige korrels zout worden genomen. Wie ooit nog in een van de Nederlandse mijnen ondergronds is geweest, was blij weer boven te zijn. Vooral vanwege het allesdoordringende kolenstof dat, in combinatie met de hoge temperatuur, zorgde voor werkomstandigheden die nu in Nederland niet acceptabel meer worden geacht.

Door de mijnen (tot meer dan een kilometer diep!) weten we nu echter veel meer details van de Nederlandse ondergrond dan anders mogelijk zou zijn geweest. Toch hebben nieuwe, vooral geofysische, methoden ook veel bijgedragen aan de uitbreiding van de kennis die ook na de sluiting van onze kolenmijnen doorging. Die kolen blijven overigens interessant als energiebron. Mogelijk zal in de toekomst energiewinning in Limburg (en elders) plaatsvinden via ondergrondse kolenvergassing. Dat maakt een blik onder het oppervlak in Limburg des te interessanter.

Zoín blik kan iedereen nu werpen. Misschien niet echt, maar dan toch wel via kaartblad XV (Sittard-Maastricht) van de diepe ondergrond, die op 25 november door het Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO (de voormalige Rijks Geologische Dienst) werd gepresenteerd in Maastricht. Juist met het oog op de verwachte interesse is de uitgave niet alleen in het Engels maar is er ook een Nederlandstalige versie.

Het meest bijzondere karakter van Zuid-Limburg blijft zonder enige twijfel de rijkdom aan delfstoffen. Het gaat daarbij niet alleen om steenkool, maar ook om de nog steeds omstreden winning van 'mergel', een in feite zeer zuivere soort kalksteen. De delfstoffen maken Zuid-Limburg tot een wetenschappelijk (en economisch) interessant gebied. Maar niet nu alleen: al in prehistorische tijden werd er druk mijnbouw in Zuid-Limburg bedreven, zoals onder meer blijkt uit de inmiddels tot archeologisch monument verklaarde, 4000 jaar oude, ondergrondse vuursteenmijnen bij Rijckholt. En ook in de toekomst zal Limburg interessante delfstoffen blijven opleveren, zoals grondwater voor de drinkwatervoorziening, maar ook mineraalrijk water van grotere diepte ten behoeve van thermaalbaden.

Dat alles valt op te maken uit een toelichting (ISBN 90-6743-590-2), die ook een duidelijk inzicht geeft in de geologische opbouw van het gebied. Daarbij wordt veel aandacht besteed aan de vraag waarom bepaalde delfstoffen ergens voorkomen, hoe ze zijn ontstaan, en ook waarom ze elders niet voorkomen. Die informatie vult de eigenlijke kaart van de diepe ondergrond aan. Overigens is 'kaart' hier eigenlijk een onjuiste benaming, want het gaat om een set van vijftien kaarten, die uiteenlopende onderwerpen omvatten, zoals de diepte van de top van het Perm (het tijdvak direct voor het Carboon met zijn steenkoollagen), de dikte van het Zechstein (met zijn zoutafzettingen), en structurele profielen waarbij in dwarsdoorsnede de afzonderlijke geologische eenheden worden getoond, inclusief hun plooien, breuken, etc.

Voor wie echt geÔnteresseerd is in ons nationale stukje buitenland, en voor wie meer van het landschap met zijn voor Nederland uitzonderlijke gesteenten wil genieten door de opbouw ervan beter te begrijpen, vormt de set kaarten met de daarbij gevoegde toelichting een bron van informatie. Enige geologische voorkennis is soms vereist, maar dat wordt elders door aanschouwelijke illustraties meer dan goed gemaakt.

Referenties:
  • NITG-TNO, 1999. Geologische atlas van de diepe ondergrond van Nederland, Kaartblad XV: Sittard-Maastricht. Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO (Delft).

98 Harde sancties in AustraliŽ tegen dief van fossiele voetstappen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

In toenemende mate worden bijzondere fossielen beschouwd als waardevol 'erfgoed' dat, evenals antieke voorwerpen, in het land van herkomst dient te blijven uit geschiedkundig oogpunt. En net zoals het smokkelen van kunst en antiek inmiddels in veel landen tot zware straffen aanleiding kan geven, zo gaan in steeds meer landen stemmen op om de 'roof' van fossielen op gelijke wijze tegen te gaan. China heeft bijv. Strenge regels gesteld aan de uitvoer van bijzondere fossielen, zoals de beroemde gevederde sauriŽrs die bij Liaoning (in NE China) worden gevonden. Niettemin duiken dergelijke fossielen - soms voorzien van vervalste 'uitreisdocumenten' - regelmatig op beurzen elders ter wereld op. Van veroordelingen in China wegens dergelijke praktijken is echter nog niets bekend.

AustraliŽ lijkt nu het eerste land dat wel dergelijke stappen heeft gezet in de strijd tegen de talrijke handelaren die graag een graantje meepikken van de vaak zeer hoge bedragen (soms miljoenen guldens) die op beurzen worden betaald voor uitzonderlijke fossielen. Een aboriginal die in geldnood zat omdat hij zijn familie niet van zijn invaliditeitspensioen kon onderhouden, en die daarom belangrijke fossielen met groot materieel had vrijgezet uit het gesteente en vervolgens verkocht, kreeg een gevangenisstraf van twee jaar opgelegd. De voor de diefstal veroordeelde man had aanvankelijk ca. 350.000 gulden voor het stuk aan een verzamelaar gevraagd, maar verkocht het uiteindelijk voor ca. 150.000 gulden. Niet alleen het vonnis was opmerkelijk, ook de 'diefstal' zelf, want de desbetreffende fossielen hebben een grote betekenis voor de aboriginals zelf. De rechter maakte daarvan ook gewag bij zijn uitspraak.

Het ging in dit geval in eerste instantie om de afdruk van een Megalosauropus, een vleesetende sauriŽr van ca. 9 m lang, die ongeveer 120 miljoen jaar geleden leefde. De voetindruk van de sauriŽr maakt deel uit van een groot aantal, dat in een bepaalde formatie voorkomt bij Broome; deze vindplaats is een van de belangrijkste ter wereld. De staat (West Australia) is de wettelijke eigenaar van de fossielen, maar ziet geen kans die afdoende te beschermen.

Wat de veroordeelde zwaar werd aangerekend, was dat hij van een andere locatie ook twee fossiele menselijke voetstappen van ca. 7000 jaar oud had geroofd. Hier zou immers niet alleen sprake zijn van een belangrijk fossiel, maar ook van een cultureel erfgoed. De veronderstelde koper van deze voetstappen werd vrijgesproken omdat zijn aankoop niet bewezen kon worden, en omdat de voetstappen weer boven water kwamen. Een daarvan werd overigens, uit woede over de gang van zaken, door een (andere) aboriginal in zee gegooid en ging daardoor verloren.

Referenties:
  • Pockley, P., 2000. Australian jailed for removal of fossilized footprints. Nature 404, p. 4.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Aboriginal krijgt twee jaar cel voor roof van fossielen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (18 maart 2000).

99 Een slang met poten
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 !

Bij Ein Yabroed - ca. 20 km ten noorden van Jeruzalem is een bijzondere fossiele slang uit het begin van het Laat-Krijt (95 miljoen jaar geleden) gevonden. Dit fossiel lijkt de langdurige controverse over de evolutionaire ontwikkeling van deze diergroep te beslechten. De slang vertoont namelijk duidelijke (zij het gereduceerde) achterpoten, waarin scheenbeen, kuitbeen, voetwortelbeentjes, middenvoetbeentjes en teenkootjes goed zijn te onderscheiden. De nieuwe soort (ook een nieuw geslacht), die de naam Haasiophis terrasanctus (naar het Heilige Land) heeft gekregen, vertoont volgens de onderzoekers veel meer overeenkomst met moderne landslangen zoals de python en de boa dan met uitgestorven reptielen die in het water leefden, zoals de ook uit Nederland bekende Mosasaurus. Daarmee lijkt het veel waarschijnlijker dat de slangen - zoals door veel paleontologen en biologen al werd verondersteld - geŽvolueerd zijn uit tetrapoden dan - zoals door anderen werd aangenomen - uit mariene reptielen.

Met de nieuwe vondst kan ook worden vastgesteld dat een andere fossiele slang, ook uit het Krijt en nog iets ouder dan Haasiophis terrasanctus, die de naam Pachyrachis problematicus had ontvangen (de poten van deze soort werden door de vinders ervan problematisch geacht), geen uitzondering is geweest. Kennelijk hebben slangen in het begin van hun evolutie poten gehad, die geleidelijk steeds verder zijn gereduceerd; momenteel beschikken pythons en enkele andere primitieve slangen nog steeds over kleine klauwachtige uitsteeksels, die ze tijdens paringsrituelen maar ook tijdens gevechten van mannetjes onderling gebruiken.

De twee slangensoorten uit het Krijt maken het, samen met hun jongere verwanten, nu mogelijk om de evolutionaire ontwikkeling duidelijker in kaart te brengen. Volgens een commentaar op het artikel kunnen er overigens op basis van de huidige gegevens nog steeds twee mogelijke ontwikkelingen worden onderscheiden. In beide gaat het echter om een ontwikkeling vanuit op het land levende voorouders, waaruit zich deels groepen ontwikkelden die weer naar het water terugkeerden (zoals de mosasauriŽrs); ook Pachyrachis was overigens een in het water levend geslacht. Interessant is overigens ook de hypothese dat de vroegste slangachtigen al hun achterpoten 'verloren', maar dat die bij enkele soorten (in feite de ene groep waartoe Haasiophis en Pachyrachis behoren) weer zijn 'terugontwikkeld'. Omdat deze groep geen nog bestaande nakomelingen heeft, zou dat mede verklaren waarom slangen momenteel geen achterpoten meer hebben of (soms) in een zodanig gereduceerde vorm dat ze normaliter niet te zien zijn.

De schedel van Haasiophis is in groot detail bewaard gebleven. Mede op basis daarvan hopen de onderzoekers nog meer details te halen die kunnen bijdragen aan het inzicht in de evolutie van de slangen.

Referenties:
  • Greene, H.W. & Cundall, D., 2000. Limbless tetrapods and snakes with legs. Science 287, p. 1939-1941.
  • Tchernov, E., Rieppel, O., Zaher, H., Polcyn, M.J. & Jacobs, L.L., 2000. A fossil snake with limbs. Science 287, p. 2010-2012.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Slang op pootjes duidt op evolutionaire link met terapoden' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (1 april 2000).

100 Loodisotopen in boomringen weerspiegelen ontwikkeling van de luchtvervuiling met zware metalen
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu !

Loodisotopen in jaarringen verschaffen, in de vorm van hun onderlinge verhoudingen, een sleutel om de milieuvervuiling met zware metalen in het verleden te reconstrueren. Tot die conclusie komen aardwetenschappers van de Vrije Universiteit in Amsterdam op basis van analyses van boomringen, in combinatie met metingen van samenstelling van aerosolen in de atmosfeer van verstedelijkte gebieden. Ze hebben die twee parameters gemeten voor de periode van 1950 tot 1995.

Om zo duidelijk mogelijke resultaten te krijgen, zijn de geanalyseerde monsters genomen van een boomsoort met een - onder niet vervuilde omstandigheden -relatief lage loodconcentratie in hun hout. Het blijkt dat in de onderzochte boomringen de verhouding tussen de loodisotopen op gelijke varieerden als de verhouding in kleine stofdeeltjes die verzameld werden uit de lucht in Florence. Daarmee staat, volgens de onderzoekers, de relatie zonder meer vast, dat de loodisotopen een bruikbare indicator vormen, zodat bomen een belangrijke rol kunnen gaan spelen bij de reconstructie van de luchtvervuiling in het verleden, vooral in verstedelijkte gebieden. Hiermee krijgt het onderzoek van boomringen - dat historisch en prehistorisch al van groot belang was vanwege de daarop gebaseerde dateringmogelijkheid (dendrochronologie) die inmiddels vele duizenden jaren teruggrijpt - een geheel nieuwe dimensie.

Hierbij moet worden aangetekend dat de onderzochte boom Celtis australis in een straat stond met druk verkeer, hetgeen impliceert dat de vervuiling ter plaatse relatief sterk was, en waarschijnlijk veel sterker dan gemiddeld (vgl. de hoge loodconcentraties die - voor de grootschalige invoering van loodvrije benzine - de vegetatie langs onze Nederlandse snelwegen duidelijk beÔnvloedden). De boom werd in februari 1996 gekapt. De hoogste loodconcentratie werd in de schors aangetroffen (gemiddeld 63 ng/g), maar de stam zelf geeft ook duidelijke variaties te zien. Zo geldt voor de periode 1939-1943 een concentratie van 28 ng/ g, voor 1956-1962 13 ng/g, voor 1986-1990 54 ng/g, en voor 1991-1994 56 ng/g. Dat wijst op toenemende vervuiling, behalve toen de economie nog behoorlijk zwak was als nawee van de tweede wereldoorlog.

Afgezien van de totale loodconcentratie, is de verhouding van de isotopen (Pb-208/Pb-204, Pb-207/Pb-204, Pb-206/Pb-204, Pb-208/Pb-206, Pb-207/Pb-206 en Pm-208/Pb-207) interessant. Deze vertonen namelijk tendensen (stijgend of dalend, afhankelijk van de gekozen isotopen) die afhankelijk zijn van de totale vervuilontwikkeling. Dat betekent dat de verandering in tijd van de verhouding van de loodisotopen een parameter is die - met grotere zekerheid dan de loodconcentratie zelf, stellen de auteurs - de ontwikkeling van de luchtvervuiling weerspiegelt.

Referenties:
  • Tommasini, S., Davies, G.R. & Elliott, T., 2000. Lead isotope composition of tree rings as bio-geochemical tracers of heavy metal polution: a reconnaissance study from Firenze, Italy. Applied Geochemistry 15, 891-200.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Loodisotopen in boomringen zijn teken van luchtvervuiling' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (22 april 2000).

101 Kalkoen heeft zelfde streng DNA als dinosauriŽr
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers !

Jurassic Park wordt misschien ooit toch werkelijkheid. Op het symposium over de evolutie van dinosauriŽrs naar vogels, begin April in Florida gehouden, hield William Gartska, een geoloog van de Universiteit van Alabama, een voordracht over een ontdekking die tot nu toe door de meeste deskundigen voor onmogelijk werd gehouden. Uit de fossiele botten van een dinosauriŽr, de bekende Triceratops, is een deel van diens DNA geÔsoleerd. Het gaat om een streng van 130 opeenvolgende base-paren. Geen aantal dat het - zelfs maar bij benadering - mogelijk zou maken om Triceratops 'terug te kweken', maar alleen al het feit dat er een stuk DNA kon worden geanalyseerd, betekent een revolutie. Deskundigen achtten het tot nu toe vrijwel uitgesloten dat DNA, zelfs onder gunstige omstandigheden, meer dan zoín 100.000 jaar zou kunnen overleven. De dinosauriŽr uit wiens botten het DNA werd vrijgemaakt, leefde echter zoín 65 miljoen jaar geleden in de Amerikaanse staat Noord-Dakota.


TRICERATOPS

Voor het isoleren van het minieme stukje DNA werd gebruik gemaakt van de modernste technieken, waarbij onder meer de kennis van de NASA werd gebruikt alsmede de ervaringen die wetenschappers van de Russische Academie van Wetenschappen hebben opgedaan bij hun pogingen om DNA vrij te maken uit organismen die in 'eeuwig' bevroren bodems (permafrost) zijn ingevroren (zoals mammoeten). Het DNA van de Triceratops werd aangetroffen in twee wervels en een deel van een rib. De fossilisatie van het DNA moet worden toegeschreven aan de slechts gedeeltelijke mineralisatie van de beenderen van de dinosauriŽr.

De gevonden streng DNA is vergeleken met die van 28 nog levende diersoorten, waaronder 13 vogels. Het bleek dat een 100% identieke streng voorkomt bij kalkoenen; met de andere vogelsoorten bestond steeds een overeenkomst van tenminste 94,5%. Volgens Gartska is dit het eerste directe genetische bewijs dat vogels van de dinosauriŽrs afstemmen; dat bewijs bevestigt overigens wat op grond van talrijke fossiele overblijfselen reeds lang werd aangenomen.

De duidelijke overeenkomst van het DNA van Triceratops met kalkoenen deed aanvankelijk enige twijfel rijzen, onder meer bij de zoŲloog John Ruben van de Universiteit van Oregon; was er geen 'vervuiling' opgetreden door bijv. een broodje kalkoen dat een van de onderzoekers bij het opgraven van de botten of bij het laboratoriumonderzoek had gegeten? Dat bleek bij nauwkeurig nader onderzoek niet het geval. Niet alleen is daarmee de afstammingslijn dinosauriŽrs-vogels in feite genetisch bewezen (de kans op toeval is buitengewoon klein), maar ook kan de kalkoen nu direct verwant - zij het uiteraard niet echt nauw verwant- met Triceratops worden beschouwd.

Referenties:
  • C.H., (Constance Holden) 2000. Dinoís and turkeys: connected by DNA? Science 288, p. 238.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel '130 basenparen van dino geÔsoleerd, bekend van kalkoen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (29 april 2000).

102 Vulkanische erupties onder IJslandse ijskap minder sterk dan radarbeelden suggereren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !

Vuur en ijs zijn op IJsland direct met elkaar verbonden in de vorm van actieve vulkanen onder enkele van de gletsjers op dit eiland. Deze merkwaardige combinatie, te danken aan de ligging van het land op hoge breedte in combinatie met het feit dat het land in feite een boven zee uitstekend deel van de Mid-Atlantische Rug is, leidt tot soms catastrofale situaties. Zo werd nog slechts enkele jaren geleden een deel van de weg langs de zuidkust weggeslagen door een plotselinge uitstroom van geweldige hoeveelheden smeltwater (jŲkulhlaup), die het gevolg was van het 'overstromen' van een onder een gletsjer gelegen meer dat plotseling werd opgevuld met smeltwater als gevolg van een subglaciale vulkanische uitbarsting.

Vanwege de persoonlijke en economische risicoís die zowel smeltwaterstromen als erupties met zich meebrengen, wordt op tal van manieren gepoogd om dergelijke verschijnselen te voorspellen. Die voorspellingen moeten uiteraard mede zijn gebaseerd op historische gegevens. Daartoe vinden tal van waarnemingen plaats, sinds geruime tijd ook via RADARSAT, een satelliet waarmee zogeheten SAR-opnamen (synthetic aperture radar) kunnen worden gemaakt. Op basis van die beelden kunnen onder meer de hoeveelheden bij erupties gesmolten ijs worden vastgesteld. Dat was althans de gedachte; maar er is grote twijfel gewekt aan de betrouwbaarheid van de interpretaties van de beelden. Daarmee is ook het veiligheidsbeleid ter discussie gekomen.

Het gaat daarbij om aanzienlijke discrepanties. Zo interpreteerde een onderzoeker op beeld van SAR-opnamen dat een eruptie eind 1998 onder de ijskap van de Vatna-gletsjer leidde tot een wateroppervlak van zoín 4 km2; in totaal zou ca. 1 km3 ijs zijn gesmolten, waarvoor 3x1017 joule aan vulkanische warmte nodig zou zijn geweest. IJslandse onderzoekers die ter plaatse onderzoek hadden uitgevoerd, stellen echter dat niet meer dan 0,10-0,15 km3 ijs is gesmolten. Dat de SAR-opnamen een andere hoeveelheid suggereren, schrijven de auteurs toe aan enerzijds de invloed die drijfijs op smeltwater uitoefent op de radarbeelden, anderzijds aan uitgeworpen vulkanisch materiaal (as en vulkanische 'bommen') die - liggend op het ijs - voor een onjuist beeld zouden zorgen.

Volgens de onderzoekers bieden SAR-opnamen wel degelijk veel mogelijkheden, maar is men tot nu toe te optimistisch geweest wat betreft de betrouwbaarheid van hun interpretaties, vooral omdat men nog te weinig kennis had van de plaatselijke omstandigheden. Die kennis moet nu snel veder worden opgebouwd, want de uitbarsting van 1998 en de daarbij gevormde hoeveelheid smeltwater waren relatief klein. Er zijn echter ook uitbarstingen bekend waarbij vele tientallen kubieke kilometers ijs - en in enkele gevallen zelfs meer dan 100 km3 - smolten. Dat de veiligheid zeer gebaat is bij een goede voorspelling van de resulterende smeltwaterstromen, staat uiteraard vast.

Referenties:
  • Garvin, J.B., Mahmood, A. & Giguere, C., 1999. Satellite radar images capture a subglacial volcanic eruption in Iceland. Eos (Transactions American Geophysical Union) 80, p. 205-207.
  • Gudmundsson, M.T., Larsen, G., BjŲrnsson & Sigmundsson, F., 2000. Comment: subglacial eruptions and synthetic aperture radar images. Eos (Transactions American Geophysical Union) 81, p. 134-135, 140.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl