NGV-Geonieuws 24

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 225 Dalen op Mars ontstaan door ondergrondse stromen
• 226 H₂S uit oceaan bedreigt ecosysteem voor kust van Namibië
• 227 Bomen zonder jaarringen uit Laat-Trias
• 228 Het regende een miljard jaar geleden
• 229 Temperatuur op aarde stijgt door samenspel van mens en natuur

  << Vorige uitgave: 23 | Volgende uitgave: 25 >>

225 Dalen op Mars ontstaan door ondergrondse stromen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De al honderden jaren lang bekende 'kanalen' op Mars, die lange tijd werden beschouwd als tekenen van intelligent leven op die planeet, maar die later werden afgedaan als verschijnselen die niets met watertransport van doen hadden, hebben wel degelijk een vloeistof afgevoerd (waarschijnlijk geen water). Dat is inmiddels uit de talrijke foto’s die ruimteschepen van deze planeet hebben genomen, goed bekend. De steeds gedetailleerdere gegevens die ter beschikking komen, zouden volgens veel onderzoekers wijzen op een patroon van stroomgebieden zoals we dat ook op aarde kennen, zij het dat het op Mars - bij gebrek aan vloeistoffen nu - gaat om 'fossiele' afvoersystemen.


OP RIVIEREN GELIJKEND EROSIEPATROON OP MARS, MOGELIJK VEROORZAAKT DOOR ONDERGRONDSE STROMEN

Onderzoekers van de Afdeling voor Aard- Atmosferische en Planetaire Wetenschappen van het beroemde Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben nu echter vastgesteld, aan de hand van metingen die vanuit de Mars Global Surveyor werden verricht met een hoogtemeter die werkt met een laserstraal, dat de geomorfologische karakteristieken van grote afvoersystemen op Mars niet goed te rijmen zijn met een langdurige erosie als gevolg van over het oppervlak afstromende vloeistof. Ze komen tot die conclusie omdat de erosieprocessen niet hebben geleid tot terreinvormen zoals die uiteindelijk onder dergelijke omstandigheden ontstaan. Dat geldt volgens hen ook om gebieden die eerder werden gekenschetst als terreinen die hun vorm te danken hebben aan insnijding door een of andere vloeistof. De onderzoekers menen dat veel vormen kunnen worden verklaard door de ondermijnende werking van (vroegere) 'grondvloeistofstromen'.

Over het patroon van deze stromen kan het een en ander worden afgeleid uit de gesteenten die aan het oppervlak komen op de langgerekte, vlakke gedeelten van de dalbodems. Daarbij lijken lagen te bestaan die moeilijk voor vloeistof doordringbaar zijn, en die dus het patroon van de ondergrondse stromen moeten hebben beïnvloed. Het is echter onwaarschijnlijk dat de dalbodems met dergelijke gesteenten geheel te danken zijn aan het feit dat alle meer permeabele lagen daarboven door de stromen zijn ingestort en later afgevoerd. Dat blijkt onder meer aan de lengteprofielen van de dalen, de talrijke knikpunten daarin, de hangende zijdalen, en de bekkernachtige structuren die op de dalbodems te vinden zijn. Deze topografische gegevens waren nog niet eerder beschikbaar.

Referenties:

• Aharonson, O., Zuber, M.T., Rothman, D.H., Schorghofer, N. & Whipple, K.X., 2002. Drainage basins and channel incision on Mars. Proceedings of the National Academy of Sciences 99, p. 1780-1783.

zie voor afbeelding: SpaceDaily met toestemming van Calvin J. Hamilton

226 H2S uit oceaan bedreigt ecosysteem voor kust van Namibië Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Uit de Atlantische Oceaan stijgen voor de kust van Namibië enorme hoeveelheden van het naar rotte eieren stinkende, giftige zwavelwaterstofgas (H₂S) op. Dit natuurlijke verschijnsel werd geacht van korte duur te zijn en - vanwege het lokale karakter - niet veel invloed op het milieu ter plaatse te hebben. Satellietopnamen geven echter aan dat het vrijkomen van het gas veel langer duurt, veel heftiger is en een veel groter gebied betreft dan tot nu toe werd aangenomen. Er komen turkoois-kleurige vlekken voor op het zeewater, die meer dan 200 km lang kunnen zijn. Van nabij krijgt het water veelal een wat melkachtige kleur, met daarin gele plekken waarin de zwavelconcentratie het hoogst is. De melkachtige verkleuring wordt veroorzaakt door zeer kleine zwavelkorreltjes (met een gemeten concentratie van 0.7 ml/l) die nabij het wateroppervlak ontstaan door oxidatie van het zwavelwaterstofgas. Verkleurde watermassa’s met opgeweld zwavelwaterstof verspreiden zich vanuit de kustzone naar het noordwesten, en nemen daarbij in omvang toe (tot zo’n 20.000 km²). Terwijl de ene 'wolk' met zwavelwaterstof nog voor de kust wegdrijft, is soms al een volgende 'wolk', gevormd door een volgende fase van vrijkomend gas, waar te nemen. Zo kon een massa verkleurd zeewater die voor het eerst op 17 mei 2001 was waargenomen, nog steeds worden herkend op 6 juni 2001.

Het effect van het gas bestaat langs de kust nog vooral uit een onaangename stank voor de bevolking, uit een verhoogde corrosie van boten en metalen objecten, en uit de dood van vissen en andere zeedieren, die overigens daarmee de zeevogels een voortdurend feestmaal bieden. De lokale bevolking aast tevens met succes op kreeften die regelmatig in groten getale het strand op vluchten als de concentratie van gifstoffen in het water te groot wordt. Op de zeebodem ter plaatse leidt de uitstoot van het gas tot uitgestrekte gebieden waar minder dan een halve milliliter zuurstof per liter water aanwezig is, of waar zelfs helemaal geen zuurstof meer voorkomt. Waar het aan het wateroppervlak dus al om tamelijk langdurige en ernstige effecten gaat, daar is de situatie voor het milieu op de bodem van de zee nog veel alarmerender. Het gaat daar immers om veel langere perioden waarin nauwelijks of geen zuurstof voorhanden is en waarin dus geen organismen uit het huidige ecosysteem kunnen overleven. Op termijn kan dit grote gevolgen hebben voor de visvangst in de - nu nog - visrijke wateren voor de kust van Namibië.

De situatie is moeilijk op te lossen, menen de Zuid-Afrikaanse en Namibische onderzoekers. Het opstijgen van het zwavelwaterstofgas is namelijk een min of meer zelfversterkend proces: de uitstoot van het zwavelwaterstofgas vergroot het gebrek aan zuurstof, en de zuurstofarme condities dragen bij aan de vorming van zwavelwaterstof in de metersdikke laag van diatomeeënslik op de zeebodem (diatomeeën zijn algen met een kiezelpantsertje). Dit gebeurt in fasen die abrupt optreden en eindigen, maar die niet kunnen worden voorspeld. Dat is althans de conclusie die de onderzoekers trekken op basis van de bestudering van de beschikbare satellietopnamen.

Referenties:

• Weeks, S.J., Currie, B. & Bakun, A., 2002. Massive emissions of toxic gases in the Atlantic. Nature 414, p. 493-494.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Oceaan stoot bij Namibië giftig zwavelwaterstof uit' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (23 februari 2002).

227 Bomen zonder jaarringen uit Laat-Trias Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Het Grand Staircase - Escalante National Monument in het zuiden van de Amerikaanse staat Utah staat bekend om zijn fossielrijkdom van relatief grote vertebraten zoals dinosauriërs en zoogdieren. Inmiddels worden er steeds meer paleontologische ontdekkingen gedaan in de Mesozoïsche gesteenten van het park, waarbij ook rijke fauna’s van invertebraten aan het licht zijn gekomen. Vooral interessant blijken echter de fossiele planten, waarvan in de Chinle Formatie, die uit het Laat-Trias stamt, niet alleen versteende boomstammen, maar ook bladafdrukken en sporen tevoorschijn komen.

Juist op het gebied van landplanten blijkt het park nu een ware schatkamer te zijn. Dat komt mede doordat het park het op een na grootste bos ter wereld uit het Laat-Trias herbergt. Dit staat bekend als het Wolverine Forest, en wordt nu voor het eerst systematisch onderzocht. Dat is van belang voor een beter begrip van de met continentverschuiving samenhangende paleoecologie, want het bos groeide vlak bij de westkust van het supercontinent Pangea, en het moet aan de basis hebben gestaan van de voedselketen ter plaatse.

Een eerste resultaat van het nu begonnen onderzoek is dat de onderzochte boomstammen geen jaarringen blijken te hebben. Dat is een onverwachte bevinding, want geologisch onderzoek wijst erop dat het gebied gedurende het Laat-Trias moessons kende. Omdat die - voor zover bekend - altijd seizoengebonden zijn, moeten er dus seizoenen zijn geweest, en juist de verschillende weersomstandigheden tijdens de elkaar afwisselende seizoenen zijn verantwoordelijk voor de jaarringen in bomen. Voor het gebrek aan dergelijke jaarringen in de bomen uit het Wolverine Forest is vooralsnog geen verklaring gevonden.

Referenties:

• Ash, S., 2001. A Late Triassic trove of fossil plants. Science 294, p. 2093.

228 Het regende een miljard jaar geleden Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Indiase geologen komen regelmatig in het nieuws met opvallende vondsten uit het Precambrium. Dat is geen wonder, want het Precambrium is rijk vertegenwoordigd, en het wordt pas vooral de laatste jaren - vaak met nieuwe technieken - gedetailleerd onderzocht.


'INSLAGKRATERS' VAN REGENDRUPPELS

Chirananda De, een geoloog van de Geologische Dienst van India, heeft nu structuren ontdekt in glauconiethoudende wad-afzettingen uit het Precambrium die hij interpreteert als 'inslagkraters' van regendruppels op de bij eb drooggevallen zandplaten. Hoewel uit reconstructies van de atmosferische ontwikkeling van de aarde blijkt dat er waarschijnlijk al zo’n 3,8 miljard jaar geleden regen op aarde moet zijn gevallen, zouden dit de oudst bekende sporen van regendruppels zijn. Overigens merkt de onderzoeker op dat het - onder meer vanwege metamorfose - uiterst onwaarschijnlijk is dat de inslagen van regendruppels uit die vroegste tijd in India bewaard zijn gebleven. Hij schat dat de oudste sporen die de druppels hebben nagelaten zo’n 2,5-2,7 miljard jaar geleden gevormd zijn.

De gevonden structuren zijn buitengewoon goed bewaard en kunnen inderdaad moeilijk anders dan door de inslag van regendruppels worden verklaard. De Indiase geoloog meent dat de aanwezigheid van deze inslagkraters een betere analyse mogelijk maken van onder meer het vroegere afzettingsmilieu en de vroegere atmosferische omstandigheden. Zo ging het kennelijk niet om een vroegere stortbui, maar om een mals - min of meer Hollands - miezerig buitje.

Referenties:

• De, Ch., 2001. Billion-year-old rain-imprinted tidal sea-coast in eastern Madhya Pradesh, India. Current Science 81, p. 1116-1124.

Afbeelding Chiranandam, waarvan reproductie met zijn welwillende toestemming.

229 Temperatuur op aarde stijgt door samenspel van mens en natuur Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Uit talrijke metingen is bekend dat de atmosferische concentratie van een aantal gassen waarvan sommige onderzoekers veronderstellen dat ze bijdragen aan een broeikaseffect (koolzuurgas, methaan, stikstofoxiden, fluor-chloor-koolwaterstoffen), sinds de industriële revolutie is toegenomen. Deze toename van de concentraties, waarvan het verloop in de tijd goed bekend is, is door de milieuonderzoekers Robert Kaufmann (Universiteit van Boston) en David Stern (Rijksuniversiteit van Australië in Canberra) vergeleken met de wereldwijde temperatuurstijging die in dezelfde tijd aan het aardoppervlak optrad (het gaat om de laatste 130 jaar). Ze deden dat voor het noordelijk en zuidelijk halfrond afzonderlijk, omdat de industrialisatie op het noordelijk halfrond veel sterker is geweest dan op het zuidelijk halfrond.

Voor de vergelijking pasten ze een tamelijk ingewikkelde statistische techniek toe (co-integratie), omdat met die techniek een aantal hinderlijke factoren (zoals slechte metingen) kunnen worden geëlimineerd. Daardoor is dit het eerste onderzoek dat statistisch gezien betekenis heeft voor het verband tussen menselijke activiteit en temperatuur; het is immers onafhankelijk van de (vaak weinig betrouwbare) klimaatmodellen die tot nu toe werden gehanteerd om het verband te bewijzen.

Een van de meest interessante uitkomsten is dat de uitstoot van broeikasgassen, de uitstoot van zwavelverbindingen en de variaties in zonneactiviteit geen van alle op zich de gemeten temperatuurstijging kunnen verklaren; integendeel, het elimineren van een van deze parameters leidt tot grotere verschillen met de werkelijkheid dan uit een gezamenlijk verband volgt. Hieruit moet worden geconcludeerd dat het dit samenspel van menselijke en natuurlijke factoren is die tot de waargenomen temperatuurstijging leidt. Dit is vooral interessant - en stof voor veel discussie - omdat het enerzijds aangeeft dat de menselijke activiteit op zich de temperatuurstijging niet kan verklaren, maar anderzijds dat de stijging zonder menselijke activiteit ook niet te verklaren is.

De invloed van menselijke activiteit blijkt op de twee halfronden verschillend, wat op zich ook weer een bewijs is dat de temperatuurstijging verband houdt met deze activiteit. Maar het verband ligt anders dan men op het eerste gezicht geneigd zou te denken. Op het noordelijk halfrond wordt de temperatuurstijging ten gevolge van de uitstoot van koolzuurgas namelijk tenietgedaan door de daling die een gevolg is van de uitstoot van zwavelverbindingen; er is geen waarneembaar gezamenlijk effect, volgens de onderzoekers. Op het zuidelijk halfrond, waar weliswaar minder koolzuurgas is uitgestoten maar waar de uitstoot van zwavelverbindingen nog veel lager was, is het effect veel gemakkelijker waar te nemen.

De tegengestelde effecten van koolzuurgas en zwavelverbindingen op de temperatuur aan het aardoppervlak mogen niet worden gebruikt als argument dat industriële activiteit op zich weinig effect zou hebben. Dat het gezamenlijk effect tussen het einde van de Tweede Wereldoorlog (het begin van een nieuwe golf van industrialisatie) en het begin van de zeventiger jaren bijna nihil was, kwam doordat de uitstoot van beide stoffen toen op het noordelijk halfrond ongeveer gelijk op ging. Nadien zijn echter de emissies van zwavelverbindingen steeds verder teruggedrongen (vooral vanwege de aanpak van 'zure regen'), waardoor het effect van koolzuurgas veel sterker tot uitdrukking komt.

De onderzoekers maken uit hun analyses op dat een stijging van de koolzuurgasconcentratie in de atmosfeer ten opzichte van het niveau vóór de industriële revolutie zal leiden tot een temperatuurstijging van gemiddeld 2,3-3,5 ?C op het noordelijk halfrond, en van 1,7-2,2 ?C op het zuidelijk halfrond. Dit niveau zou, uitgaande van de huidige ontwikkelingen, in de loop van de 22e eeuw kunnen worden bereikt.

Referenties:

• Kaufmann, R.K. & Stern, D.I., 2002. Cointegration analysis of hemispheric temperature relations. Journal of Geophysical Research 107.

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl