NGV-Geonieuws 25

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 230 Kaspische Zee bergt vele geheimen
• 231 Dino’s woonden niet alleen in warme streken
• 232 De hoeveelheid landijs tijdens het Glaciaal Maximum
• 233 Bescherming Venetië tegen overstromingen
• 234 Hagelschade bepaald met weerradar

  << Vorige uitgave: 24 | Volgende uitgave: 26 >>

230 Kaspische Zee bergt vele geheimen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

KASPISCHE ZEE

De Kaspische vertoont tal van rare trekjes. Dat hangt uiteraard met zijn ontstaansgeschiedenis. Daarvan is echter nog betrekkelijk weinig in detail bekend. De zee is een overblijfsel van de vroegere Tethys-zee, die werd dichtgedrukt door de verschuiving van continenten. Nog steeds schuift er materiaal van de zuidelijke noordwaarts onder een andere schol weg. De daarbij optredende wrijvingswarmte zorgt voor talrijke aardbevingen.

Daarnaast is het gebied van de Kaspische Zee een dalend bekken. Bijna nergens ter aarde daalt de bodem zo snel. Het gevolg is dat zich in de loop van de geologische geschiedenis dikke pakketten sediment hebben kunnen ophopen. Dat sediment zit, zeker aanvankelijk, nog vol met water. Naarmate er meer sedimenten bovenop worden gestapeld, komt dat poriënwater onder steeds grotere druk te staan. Als er dan weer eens een aardbeving optreedt, is dat vaak genoeg om het onder druk staande poriënwater een weg omhoog te laten zoeken, door de overliggende lagen heen. Dat opstijgende water sleurt ook veel sediment mee, waardoor aan het sedimentoppervlak moddervulkanen ontstaan. Die blijven soms onder water (de diepte van de Kaspische Zee varieert van gemiddeld weinig meer zo’n 10 m in het betrekkelijk stabiele zuidelijke deel tot meer dan een kilometer in het veel onrustiger noordelijke deel), soms komen ze er ook bovenuit, waarbij ze echte eilanden kunnen gaan vormen. In oktober 2001 ontstond er zo een moddervulkaan die modder tientallen meters hoog de lucht in uitbraakte, maar waarbij de vlammen (methaan, moerasgas) dat mee omhoog kwam soms nog hoger oplaaiden. Dat was overigens nog niets vergeleken bij de ontwikkeling van zo moddervulkaan in 1959, toen materiaal tot 10 km hoog werd weggeslingerd, ook gepaard met een enorme vuurzuil. De vulkaan was binnen korte tijd een halve kilometer in doorsnede.

Een andere opvallende eigenschap, die echter veel minder goed wordt begrepen, is het wisselende waterniveau. Ongeveer 5,5 miljoen jaar geleden was door een snelle daling van de waterspiegel weinig meer van de Kaspische Zee overgebleven dan een plasje. Maar ook nu nog treden er onverklaarbare veranderingen in de waterstand op. Zo steeg het niveau tussen 1978 en 1994 met twee meter, en daalt het niveau sindsdien weer.

Referenties:

• Burnhill, T., 2002. Pillars of fire, poison gas - and gobs of oil, too. Science 295, p. 431.

231 Dino’s woonden niet alleen in warme streken Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Veel dinosauriërs bereikten reusachtige afmetingen, mogelijk ook (indirect) vanwege het warme klimaat waarin ze leefden (zie ook ngv-geonieuws 221). Er moeten echter ook dino’s zijn geweest die in heel wat koudere klimaten leefden. Vondsten van dergelijke 'pooldino’s' zijn echter betrekkelijk schaars, omdat de gebieden die gedurende de bloeitijd van deze dieren (Jura-Krijt) op hoge breedte (d.w.z. dichtbij de polen) lagen ook nu op hoge breedte liggen; vaak zijn het onherbergzame en moeilijk begaanbare gebieden waarin weinig veldwerk mogelijk is. Toch zijn er inmiddels de nodige vondsten gedaan die erop wijzen dat bepaalde soorten dino’s in betrekkelijk barre klimaten hebben geleefd.

Het spreekt vanzelf dat deze 'pooldino’s' zich aan de omstandigheden hebben moeten aanpassen. Waaruit die aanpassing bestond, hangt uiteraard af van de exacte klimatologische condities waaronder ze leefden. Die condities zijn mogelijk wel geweest dan nu op hoge breedte het geval is; zo is wel gesuggereerd dat de helling van de aardas ten opzichte van het vlak van de aardbaan rond de zon anders was dan nu; dat zou dan hebben geleid tot seizoenswisselingen die anders waren dan nu, een gemiddeld iets warmer klimaat dan nu, en gemiddeld meer daglicht per jaar. Voor zo’n duidelijk andere stand van de aardas bestaan echter geen duidelijke aanwijzingen.

Wel zijn er aanwijzingen, onder meer in de vorm van fossiele resten van planten, dat er in de twee gebieden waarvan nu betrekkelijk veel 'pooldino’s' uit het Krijt bekend zijn (zuidoost Australië en de noordrand van Alaska) destijds hogere gemiddelde temperaturen heersten dan nu. In Alaska zou de temperatuur destijds mogelijk zelfs niet onder het vriespunt zijn gekomen. In Australië was dat echter zeker wel het geval: de gemiddelde jaartemperatuur lag daar waarschijnlijk op -2 °C, waarbij overigens een onzekerheidsmarge bestaat van 5 °C. Ook een gemiddelde jaartemperatuur (in het meest extreme geval) van 3 °C is echter behoorlijk laag! Een probleem dat de reconstructie van deze lage temperaturen (met behulp van zuurstof-isotopen) opwerpt, is dat er in Australië tegelijkertijd bomen hebben gegroeid die veel groter waren dan nu in zulke koude gebieden voorkomen. Er blijft over het precieze klimaat en de daarbij behorende flora en fauna dus nog heel wat te puzzelen.

Hoe het ook zij, de Australische 'pooldino’s' hadden wel degelijk enkele opvallende kenmerken. Zo bleven ze, zoals te zien aan hun botten, het hele jaar groeien, wat inhoudt dat ze het hele jaar actief bleven (dus geen winterslaap!). Ook hadden ze een relatief goed ontwikkeld gezichtsvermogen, dat beter was dan dat van de dino’s op lagere breedte. Die eigenschappen maakten hun relatief geschikt om in koude gebieden te overleven.

Voor de Amerikaanse dino’s is wel gesuggereerd dat die zich alleen in de zomer tot op hoge breedte waagden. Het zouden in die visie een soort 'trekdino’s' geweest zijn. In Australië kan dat, vanwege zeearmen, echter zeker niet het geval zijn geweest.

Referenties:

• Rich, Th.H., Vickers-Rich, P. & Gangloff, R.A., 2002. Polar dinosaurs. Science 295, p. 979-980.

232 De hoeveelheid landijs tijdens het Glaciaal Maximum Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Engelse, Canadese en Amerikaanse onderzoekers hebben een al bestaand model verder gedetailleerd. Op basis van het gereviseerde model kunnen ze berekenen hoeveel landijs er aanwezig was. Daarbij gaan ze onder meer uit van de met de tijd veranderende vormen van de kustlijn, de zeespiegelfluctuaties in gebieden waar ijs zich terugtrekt, en de invloed van glaciale cycli op onregelmatigheden in de draaiing van de aarde om zijn as. Ze hebben die berekeningen uitgevoerd voor vier gebieden uitgevoerd voor het tijdsinterval sinds het hoogtepunt van de laatste ijstijd (het zogeheten Last Glacial Maximum), ongeveer 21.000 jaar geleden.


VOORSPELLING VAN HET VERLOOP VAN DE KUSTLIJN VAN NOORDELIJK AUSTRALIË EN PAPOEA NIEUW-GUINEA, GEBASEERD OP EEN MODEL VAN ZEESPIEGELFLUCTUATIES ALS GEVOLG VAN BEDEKKING MET IJS
Linksboven: 21 ka Rechtsboven: 16 ka Linksonder: 11 ka Rechtsonder:5 ka

De resultaten van hun berekeningen komen niet voor alle gebieden overeen, maar liggen toch betrekkelijk dicht bij elkaar. Zo zou, uitgaande van de berekeningen voor Barbados, de totale hoeveelheid landijs gedurende het Last Glacial Maximum 43,5-51 miljoen kubieke kilometer zijn geweest; voor de Golf van Bonaparte vinden ze een waarde zonder noemenswaardige spreiding, namelijk 51 miljoen kubieke kilometer, dus gelijk aan de hoogste waarde die voortvloeit uit de berekeningen op basis van de gegevens voor Barbados. Deze overeenkomst in getallen maakt aannemelijk dat de waarden redelijk betrouwbaar zijn (eenzelfde waarde werd overigens ook eerder al genoemd door andere onderzoekers). Volgens de onderzoekers zal de werkelijke hoeveelheid naar alle waarschijnlijkheid minder dan 1,5 miljoen kubieke kilometer van de opgegeven waarden hebben afgeweken.

Met een hoeveelheid landijs van 43,5 kubieke kilometer moet de zeespiegel 115 m lager hebben gestaan dan momenteel; bij 51 kubieke kilometer ijs moet dat 135 m zijn geweest.

Referenties:

• Milne, G.A., Mitrovica, J.X. & Schrag, D.P., 2002. Estimating past continental ice volume from sea-level data. Quaternary Science Reviews 21, p. 361-376.

Afbeelding beschikbaar gesteld door G.A. Milne, alsmede toestemming van ELSEVIER QSR

233 Bescherming Venetië tegen overstromingen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Dat Venetië langzaam wegzakt, is bekend. In ngv-geonieuws 180 werden daarvoor al de bewijzen aangehaald op basis van schilderijen van Canaletto. Het wegzakken van deze prachtige stad maakt de kans op overstromingen steeds groter. Daarom heeft het Italiaanse parlement eerder dit jaar besloten tot de bouw van een soort vloedkeringen op een aantal eilanden in de lagune waaraan Venetië ligt. Aardwetenschappers hebben zich over die voorstellen gebogen, en diverse artikelen in een speciale sectie van Eos, een van de tijdschriften van de American Geophysical Union, vormen daarvan de weerslag.

Het plan is 'Modulo Sperimentale Ellettromeccanoco' (MOSE) gedoopt, een weinig zeggende naam (Experimentele Elektromechanische Module), maar de opzet zal vooral Nederlanders aanspreken. Tussen de drie inlaten van de lagune worden namelijk waterkeringen met 79 openingen aangelegd. Die waterkeringen bevinden zich niet, zoals bij bijv. de Deltawerken, tot boven het waterniveau, maar liggen eronder. Het voordeel daarvan is uiteraard dat het fraaie beeld van de lagune met Venetië niet wordt bedorven door grote technische constructies, die de toeristen niet bij het verfijnde architectonische karakter van de stad vinden passen. Als het water in de lagune tot 1,1 m boven zijn normale stand rijst, wordt water uit de constructie gepompt en wordt er lucht ingeblazen. De constructie komt daardoor omhoog en sluit de inlaten af, waardoor de stijging van het water stagneert op een niveau dat overstroming van de stad verhindert. De bouw van MOSE zal naar verwachting acht jaar in beslag nemen en zo’n driemiljard euro gaan kosten.

Niet alle wetenschappers zijn er echter van overtuigd dat MOSE in praktijk ook naar behoren zal functioneren. Zo stelt Paolo Antonio Pirazzoli dat bij de berekeningen voor MOSE gebruik is gemaakt van inmiddels achterhaalde cijfers voor de te verwachten zeespiegelstijging: die zou (als de cijfers van het Intergovernmental Panel of Climate Change correct zijn) in de komende eeuw namelijk zo’n 25 cm meer zijn dan waarmee rekening is gehouden. Ook meent Pirazzoli dat het gecombineerde effect van daling van het land en gelijktijdige zeespiegelstijging is onderschat, en dat evenmin rekening is gehouden met perioden waarin het water door opstuwing t.g.v. harde wind of door langdurige zware regenval tijdelijk sterk stijgt.

De kritiek van Mose krijgt, op zijn beurt, weer kritiek van drie medewerkers aan MOSE. Zij stellen dat hun berekeningen zijn gebaseerd op de laatste gegevens over zeespiegelstijging (en MOSE zou volgens hen nog effectief zijn bij een stijging van 30-50 cm); bovendien zou de al eeuwenlange daling van het gebied waarin Venetië ligt zijn geëindigd, omdat die daling een gevolg zou zijn geweest van grondwateronttrekking. Die is in 1970 gestopt. Als er frequent hoogwater zou zijn, dan zou MOSE bovendien voor langere tijd 'opgeblazen' kunnen blijven, en zo een continue bescherming tegen te hoog water bieden.

Milieudeskundigen achten dat laatste weer ongewenst. Zij wijzen erop dat langdurige afsluiting het ecosysteem in de lagune ernstig zou kunnen verstoren. Ze komen tot hun conclusie op basis van waarnemingen vanaf onderzoeksschepen. Omdat het water in de lagune door getijdenwerking zeer snel wordt 'ververst' zou langdurige afsluiting extra nadelige gevolgen hebben.

Het enige dat echt duidelijk wordt uit de discussie, is dat zowel over bodemdaling als over zeespiegelstijging nog te weinig 'harde' gegevens bekend zijn. Aardwetenschappelijk onderzoek naar deze factoren zou zichzelf snel kunnen terugverdienen als er betrouwbare resultaten uit zouden komen dat veel hoogst kostbare werken in feite niet nodig zijn. Anderzijds zou een tegengesteld resultaat er toe kunnen leiden dat dure maatregelen veel kostbaarder rampen voorkomen.

Referenties:

• Bras, R.L., Harleman, D.R.F., Rinaldo, A. & Rizzoli, P., 2002. Obsolete? No. Necessary? Yes. The gates will save Venice. Eos 83, p. 217 e.v.
  
• Gacic, M., Kovakevic, V., Mazzoldi, A., Paduan, J., Arena, F., Mancero Mosquera, I., Gelsi, G. & Arcari, G., 2002. Measuring water exchange between the Venetian lagoon and the open sea. Eos 83, p. 217 e.v.
  
• Pirazzoli, P.A., 2002. Did the Italian government approve an obsolete project to save Venice? Eos 83, p. 217 e.v.

HAGELSTEEN

Het blijkt mogelijk om met weerradar een nauwkeurig beeld te krijgen van de hagelschade die in een bepaald gebied wordt veroorzaakt (februarinummer van 'Atmospheric Research'). Dat blijkt uit een onderzoek dat door medewerkers van de Universiteit van Fribourg (Zwitserland) en het Zwitserse Instituut voor Technologie (ETH) is gehouden, in nauwe samenwerking met een grote Zwitserse verzekeraar. Het onderzoek heeft grote praktische betekenis; in Nederland zou dat wellicht zo (kunnen) zijn vanwege de glasschade door hagel in de glastuinbouw, maar in Zwitserland gaat het vooral om schade aan auto’s. Die hangt samen met de vaak grote hagelstenen die naar beneden komen, vooral in het 'hagelhoogseizoen, (15 juni tot 15 augustus). De schade aan auto’s is in het hoogseizoen niet alleen frequenter dan in het laagseizoen, maar ook groter per getroffen auto (gemiddeld 3100 tegen 2100 Zwitserse francs en maximaal 6000 tegenover 3000 Zwitserse francs). Het gaat dus om veel geld. Daarbij neemt de hagelschade aan auto’s in Zwitserland voortdurend toe. Zo leverde een hagelstorm bij Basel op 21 juli 1992 65 miljoen Zwitserse francs aan schade op, waarvan 77% bestond uit schade aan meer dan 10.000 auto’s en motoren.

Het onderzoek dat nu is uitgevoerd, is het eerste in zijn soort. De onderzoekers hebben voor twaalf grote hagelstormen die in de periode 1992-1998 Zwitserland teisterden, de relatie bestudeerd tussen de daardoor opgetreden schade aan auto’s en de kinetische energie van de hagel. Die energie is berekend aan de hand van C-band Doppler radar gegevens. De berekeningen zijn uitgevoerd voor cellen (gebieden) van 3x3 km. Op basis van schaderapporten werd voor elk van die cellen de opgetreden schade aan auto’s vastgesteld. Ook werd een beter inzicht gekregen in de omstandigheden die de convectie atmosferische bevorderen waardoor hagelstormen kunnen ontstaan, en in de waarschijnlijkheid dat in de toekomst het aantal hagelstormen met grote hagelstenen (meer dan 2 cm in doorsnede) zullen optreden (het zijn vooral die grote hagelstenen die ernstige schade aan auto’s berokkenen).

Het onderzoek geeft aan dat met deze vorm van weerradar direct na een hagelstorm al kan worden vastgesteld of auto’s in een bepaald gebied schade kunnen hebben opgelopen. Dat voorkomt dat 'oude' schade - door welke oorzaak dan ook - alsnog onterecht als hagelschade door polishouders kan worden gedeclareerd. Ook wordt het zo beter mogelijk om de kans op schade beter te voorspellen, en zo de premie meer gefundeerd vast te stellen. Tenslotte zou dit type onderzoek, wanneer het daardoor beter mogelijk zou worden om hagelstormen met grote hagelstenen te voorspellen, kunnen bijdragen aan preventie, door tijdig te communiceren dat auto’s zo mogelijk beschut moeten worden geparkeerd. Voor de Nederlandse situatie zou het kunnen betekenen dat veel schade aan kassen zouden kunnen voorkomen als er tijdig op basis van de radarbeelden waarschuwingen uitgaan.

Referenties:

• Hohl, R., Schiesser, H.-H. & Knepper, I., 2002. The use of weather radars to estimate hail damage to automobiles: an exploratory study in Switzerland. Atmospheric Research 61, p. 215-238.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Voorspelling van hagelschade ook voor Nederland van belang' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (23 maart 2002).

Afbeelding (bewerkt) met toestemming van John Kambeel uit: http://www.knmi.nl/voorl/verken/report060698.html

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl