NGV-Geonieuws 127 artikel 735



NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Oktober 2006, jaargang 8 nr. 20 artikel 735

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 127! Op de huidige pagina is alleen artikel 735 te lezen.

<< Vorig artikel: 734 | Volgend artikel: 736 >>

735 Fossiele regendruppels verraden ouderdom van de Sierra Nevada in California
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De grootste gebergteketen in de Verenigde Staten is de Sierra Nevada, in de staat California. Het gebergte is vooral bekend vanwege het prachtige Yosemite National Park en vanwege het toeristische Tahoe-Meer. Merkwaardig genoeg heeft het bepalen van de ouderdom van dit gebergte altijd problemen opgeleverd. Er zijn twee kampen die al geruime tijd tegenover elkaar staan; één van die kampen gaat er vanuit dat het gebergte geologisch gezien kort geleden (3-5 miljoen jaar) vanaf zeeniveau is opgeheven. Dat zou een gevolg zijn geweest van het feit dat toen een enorm stuk van de aardkorst afbrak en wegzakte in de aardmantel, waarna de ontstane ruimte werd opgevuld door heet, lichter mantelmateriaal dat - vanwege zijn relatief geringe gewicht - als een boei in het water opsteeg en het gebied daarbij ophief, maar er zijn nooit duidelijke bewijzen voor die hypothese gevonden.


De Sierra Nevada, met (in wit) de Eocene rivier)

Het andere kamp houdt voor het gebergte een ouderdom van zo'n 60 miljoen jaar aan. Een opvallend onderzoek lijkt het gelijk te geven aan het laatstgenoemde kamp, zij het niet helemaal. Volgens dat onderzoek is de Sierra Nevada tenminste al zo'n 40 miljoen jaar oud. Dat wil zeggen: het gebergte bereikte toen in ieder geval hoogtes van zo'n 2200 m. Daarmee zou het toen nauwelijks hebben afgeweken van het huidige gebergte. Mogelijk is het gebergte echter toch aanzienlijk ouder: de onderzoekers sluiten in ieder geval niet uit dat het gebergte al voor het begin van het Mesozoïcum (65 miljoen jaar geleden) werd gevormd. Wanneer dat ook precies het geval mag zijn geweest, volgens de onderzoekers bestond California destijds uit twee delen, van elkaar gescheiden door een voormalige subductiezone waar inmiddels een wegduikende lithosfeerschol het gebied erboven (het huidige gebergte) ophief.


Ontsluiting in de sterk grindige, rivierterrassen

Het onderzoek dat deze laatste hypothese lijkt te bevestigen, werd uitgevoerd door wetenschappers van Stanford University. Zij analyseerden de chemie van fossiele regendruppels die werden blootgelegd bij de werkzaamheden van de goudzoekers tijdens de 'goldrush' van California (midden van de 19e eeuw). Dat onderzoek leverde klimatologische gegevens op, waaruit overigens niet alleen gegevens over de vroegere hoogte van de Sierra Nevada konden worden afgeleid, maar die ook van belang zijn voor klimaatmodellen (dergelijke modellen zijn immers alleen betrouwbaar als ze ook voor het geologische verleden correcte gegevens opleveren).


Het pakket met sterk verweerde kleirolstenen

De toegepaste onderzoeksmethode maakt gebruik van het feit dat water bestaat uit twee elementen (waterstof en zuurstof), die allebei verschillende isotopen kennen. Deze isotopen hebben een minimaal verschillend gewicht; zelfs dat minieme verschil is echter genoeg om regendruppels met relatief zware isotopen, nadat ze door verdamping uit zee zijn opgestegen, op een geringere hoogte weer als regen te laten neervallen dan de lichtere isotopen. Zo kan uit de verhouding tussen de diverse waterstof- en zuurstofisotopen de hoogte van het gebied waar de neerslag plaatsvond worden bepaald, althans bij benadering. De neergevallen regen wordt namelijk deels opgenomen in de moleculaire structuur van klei en andere mineralen in de bodem. Daarmee vormen die oude bodems dus een archief waarin de voormalige hoogte van het gebied is vastgelegd.

Gedurende het onderzoek werden bodems van 40-50 miljoen jaar oud (Eoceen) op deze wijze onderzocht. Die bodems waren vooral ontwikkeld in grindrijke afzettingen. Een deel van de stenen in dit grind verweerden onder het destijds warme klimaat, waarbij de kleideeltjes werden gevormd waarin het regenwater werd opgenomen. Uit de analyse van monsters die op diverse hoogten werden genomen, kon worden afgeleid dat het gebied destijds al een gebergte moet hebben gevormd, met ongeveer dezelfde hoogte als nu. Sterke opheffing in de laatste 3-5 miljoen jaar lijkt dan ook uitgesloten, al kan opheffing van maximaal 600 m echter niet worden uitgesloten.

Referenties:
  • Mulch, A., Graham, S.A. & Chamberlain, C.P., 2006. Hydrogen isotopes in Eocene river gravels and paleoelevation of the Sierra Nevada. Science 313, p. 87-89.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Andreas Mulch, Geological and Environmental Sciences, Stanford University, Stanford, CA 94305 (Verenigde Staten van Amerika)


Copyright © NGV 1999-2014
webmaster@geologischevereniging.nl