NGV-Geonieuws 48

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 345 Lascaux nog steeds bedreigd door schimmels en bacteriën
• 346 IJsrivieren op Antarctica stromen sneller na afbrokkelen van ijsshelf
• 347 Vrijkomend methaangas zorgde voor broeikas in Paleoceen/Eoceen
• 348 Klimaat niet verantwoordelijk voor uitdroging Middellandse Zee
• 349 Tropen kenden al in Eoceen zeer gevarieerde flora

  << Vorige uitgave: 47 | Volgende uitgave: 49 >>

345 Lascaux nog steeds bedreigd door schimmels en bacteriën Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

ROTSSCHILDERING DE GEWONDE BISON VAN LASCAUX

In 1963 moesten de grotten van Lascaux gesloten worden voor het publiek, omdat er groene algen waren ontdekt die een bedreiging vormden voor de rotsschilderingen van ongeveer 15.000 jaar oud. De groene algen waren ongetwijfeld door de ca. 1000 bezoekers ongewild de grot in gebracht, en konden daar gedijen vanwege de verlichting. Een poging om de algen met formaldehyde te verwijderen leek succes te hebben, maar in 2001 bleek, na werkzaamheden aan een airconditioningsysteem, dat ook een schimmel Fusarium solani de grot was binnengedrongen en zich zowel op de vloer als op de wanden had gevestigd. Met een schimmelbestrijdingsmiddel werd getracht om de schimmel te verwijderen, maar al spoedig merkten microbiologen dat de bacterie Pseudomonas fluorescens was binnengedrongen, die het schimmelbestrijdingsmiddel als voedsel gebruikte. Aan dat middel werd toen een antibioticum toegevoegd, en dat leek even soelaas te bieden, maar al spoedig bleek dat een nieuw paar schimmels en bacteriën de rol van hun voorgangers had overgenomen. Deze werden wel in hun groei belemmerd door het middel met het antibioticum, maar helemaal verdwenen ze toch niet.

Het lijkt een voorbeeld van hoe ingrepen in de natuur steeds nieuwe, onverwachte reacties opleveren: ecosystemen - hoe primitief ook - zijn niet door de mens te regelen. Daardoor is niet te verwachten dat de grot op afzienbare termijn opnieuw opengesteld zal worden. Weliswaar is er een prachtige replicagrot gebouwd, die ook adembenemend is en zeker een bezoek waard, maar hij haalt het toch niet bij de echte grot (die ik ooit met speciale toestemming van de Franse Minister van Cultuur mocht bezichtigen onder leiding van de enige nog overlevende van de vier jongens die de grot in 1940 ontdekten), ook al omdat in de echte grot tekeningen en gegraveerde figuren op een niet echt te imiteren wijze over elkaar heen zijn aangebracht.

De grot van Lascaux, nabij Montignac in de Dordogne, is samen met de grotten van Altamira (Spanje) een soort permanente overzichtstentoonstelling van de vroegste kunst. Alle werkzaamheden zijn dan ook, zeker sinds de eerste vondst van groene algen, met de grootste behoedzaamheid uitgevoerd. Ook moderne technieken en voorzorgsmaatregelen blijken echter dus niet opgewassen tegen de drang van organismen om zich naar nieuwe territoria te verspreiden. Het geeft aan hoe dergelijke organismen minimale kansen om zich te verspreiden kunnen aangrijpen. Dat verklaart tegelijk waarom in het geologisch verleden nieuwe soorten zich vaak in een ongekend tempo over zeer grote gebieden konden verspreiden.

Referenties:

• Anonymus, 2003. Wanted: solution for cave mold. In: Holden, C. (ed.): Random samples. Science 300, p. 245.
  
• Roux, E. de, 2003. Bactéries et champignons menacent la grotte de Lascaux. Le Monde 2003-03-28.

N.B.: beide bovenaangehaalde artikelen zijn gebaseerd op een publicatie in het aprilnummer van La Recherche, dat echter niet traceerbaar is.

Afbeelding uit: http://www.uiowa.edu/~c009113/

346 IJsrivieren op Antarctica stromen sneller na afbrokkelen van ijsshelf Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De stroming van gletsjers is, net als die van zogeheten ijsrivieren op een landijskap (langgerekte zones van relatief snelbewegend ijs), niet gelijkmatig. Er zijn snelheidsverschillen tussen bodem en top, evenals tussen midden en zijkanten, maar er treden ook in de tijd veranderingen op. Een van de merkwaardigste verschijnselen daarbij is het optreden van 'golfkammen' (in het Engels: surges). Deze vormen een lokale verhoging van het ijsoppervlak, die zich - net als in zee - sneller verplaatst dan het ijs zelf; bij gletsjers en ijsrivieren gebeurt dat steeds 'stroomafwaarts'. De dynamica achter dit proces is nog niet goed begrepen (metingen in en onder het ijs zijn vanwege de zich verplaatsende ijsmassa nu eenmaal moeilijk), maar het proces zelf is redelijk goed bekend.

Deze ijsgolven lijken vooral op te treden in perioden dat het ijs zich sneller beweegt dan anders. Er kan daarbij in betrekkelijk korte tijd een grote hoeveelheid ijs worden verplaatst. Over het hoe en waarom is in de laatste jaren veel gedebatteerd, omdat via de ijsgolven veel ijs vanuit het centrum van een ijskap naar de randen kan worden verplaatst. En dat is weer van belang omdat het ijs aan de randen kan afsmelten. Wanneer genoeg ijs van bijv. Antarctica smelt, leidt dat tot een zeespiegelstijging die voor tal van kustgebieden rampzalig kan zijn.

Een van de vragen die zich voordoen is of de ijsgolven de hele situatie langs de randen (en bij Antarctica gaat het dan om de 'ijsshelf', dat is het ijs dat op de zee drijft maar vast zit aan - en gevoed wordt door - de landijskap) instabieler maken en daardoor bijdragen aan desintegratie van de ijsshelf, of dat het juist de desintegratie van de ijsshelf is (bijv. door versnelde afsmelting als gevolg van een stijging van de water- en luchttemperatuur) die ervoor zorgt dat de ijsrivieren niet langer min of meer worden geblokkeerd, zodat ze sneller gaan stromen, waarbij dan ook ijsgolven zouden kunnen ontstaan.

Twee Argentijnse onderzoekers hebben de ontwikkelingen geanalyseerd voor een deel van de West-Antarctische ijskap. Ze vonden dat de gletsjers die de Larsen ijsshelf voeden (dat is een ijsshelf die in 1995 grotendeels in stukken brak) al duidelijk verstoord waren voordat de ijsshelf uiteenviel. Het gaat daarbij om de Boydell, de Sjögren, de Edgeworth, de Bombardier en de Drygalski gletsjers. Uit satellietbeelden blijkt dat er op al die gletsjers sprake moet zijn geweest van ijsgolven. Dat concluderen de onderzoekers op basis van grote ijsmassa’s die hoog tegen dalwanden 'aangeplakt' zitten, op niveaus die de gletsjer gedurende zijn normale beweging nooit bereikt. De desbetreffende ijsmassa’s zijn, op de kam van een ijsgolf, kennelijk vastgelopen op uitstekende, ruwe delen van de dalwand, en daarop blijven steken toen de golf zich verder stroomafwaarts verplaatste. In feite niet anders dan zwerfvuil dat bij een overstroming van uiterwaarden in de toppen van de daar groeiende bomen blijft hangen.

De onderzoekers concluderen daaruit dat het niet de ijsgolven kunnen zijn ontstaan doordat de ijsstromen bij hun uitmonding in zee niet langer werden geblokkeerd door het ijs van een ijsshelf. Het is mogelijk dat de ijsgolven de desintegratie van de ijsshelf hebben bevorderd (of zelfs veroorzaakt), maar dat is met de gevonden aanwijzingen niet bewezen.

Referenties:

• Angelis, H. de & Skvarca, P., 200-3. Glacier surge after ice shelf collapse. Science 299, p. 1560-1562.

347 Vrijkomend methaangas zorgde voor broeikas in Paleoceen/Eoceen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Een 55,5 miljoen jaar geleden onderging de aarde tijdelijk een extreem broeikaseffect. Men spreekt daarom wel van het Paleocene/Eocene Thermische Maximum. Dat broeikaseffect leidde niet alleen tot een temperatuurstijging van 4-6 graden in de diepzee tot 5-8 graden (blijkend uit analyse van foraminiferen) van oppervlaktewater op hoge breedte, maar ook tot een andere koolstofcyclus (verhoogd CO₂-gehalte in de atmosfeer; een duidelijke verandering in de verhouding tussen de koolstofisotopen C-12 en C-13). De broeikas duurde geologisch gezien kort: ongeveer 120.000 jaar, met een echte piek die slechts enkele tienduizenden jaren duurde. De reden voor deze abnormale, maar kortstondige broeikasfase was tot nu toe niet goed duidelijk, maar er is door sommige onderzoekers wel gedacht aan het gevolg van de vrijzetting van grote hoeveelheden methaangas uit gashydraten in de zeebodem (zie ook Geonieuws 331 voor de gevolgen van vrijkomend methaan op het einde van de laatste ijstijd).

Twee onderzoekers Columbia University (New York) hebben een model ontwikkeld waarmee die hypothese kan worden getoetst. Ze hebben met dat model berekeningen uitgevoerd over de gevolgen voor de temperatuur wanneer er in korte tijd grote hoeveelheden methaangas zouden vrijkomen. Daarbij bleek dat de effecten zoals die volgens talrijke onderzoeken moeten hebben bestaan, goed verklaard kunnen worden door het vrijkomen van 1500 miljard ton (!) methaangas, gedurende een periode van 500-20.000 jaar. Een dergelijke vrijzetting zou leiden tot een warmte-instraling van 1,5-13,3 watt per vierkante meter (de ruime variatie hangt samen met de aangenomen snelheid van vrijkomen van het gas). Wanneer de afwijkende verhouding van de koolstofisotopen mede in beschouwing wordt genomen, is een instralingseffect van ongeveer 3 watt per vierkante meter het meest waarschijnlijk. Die ingestraalde warmte zorgt niet voor een gelijkmatige temperatuurstijging over de hele aarde, maar voor verschillen die goed blijken overeen te komen met wat uit andere (praktijk)onderzoeken is gebleken.

Het model geeft aan dat de hoge niveaus van methaangas en waterdamp (ook een broeikasgas!) in de stratosfeer gehandhaafd blijven zolang de uitstoot van methaangas doorgaat. Deze twee gassen blijken bovendien veel meer bij te dragen aan de temperatuurstijging aan het aardoppervlak dan de verhoogde CO₂-concentraties.

Volgens de onderzoekers moet de snelheid waarmee het methaangas is vrijgekomen in de atmosfeer minimaal 300 miljoen ton per jaar zijn geweest gedurende vele honderden jaren. In dezelfde periode kan wel meer methaangas zijn vrijgekomen uit gashydraten, want het vrijkomende gas wordt slechts geleidelijk door het oceaanwater aan de atmosfeer afgestaan. De onderzoekers achten het ook vrijwel uitgesloten dat de enorme hoeveelheid methaangas binnen korte tijd (bijv. 500 jaar) is vrijgekomen, want dan zouden de verhoogde temperaturen niet zo lang hebben voortgeduurd. Aan de andere kant kan de vrijzetting ook niet te langzaam zijn gegaan: bij een hoeveelheid van 150 miljoen ton per jaar zijn de temperatuureffecten vrijwel verwaarloosbaar.

Referenties:

• Schmidt, G.A. & Shindell, D.T., 2003, 2003. Atmospheric composition, radiative forcing, and climate change as a consequence of a massive methane release from gas hydrates. Paleoceanography 18 (1), do1 10.129/2002PA000757, p. 4-1 - 4-9.

348 Klimaat niet verantwoordelijk voor uitdroging Middellandse Zee Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De Middellandse Zee begon zo’n zesmiljoen jaar geleden op te drogen. Dat ging snel, met als gevolg dat er dikke zoutpakketten direct op diepwaterafzettingen rusten. Deze merkwaardige ontwikkeling, die bekend staat als de 'Messinian salinity crisis' (zoutcrisis van het Messinien), kon plaatsvinden doordat de verdamping van de zee veel groter was dan de aanvoer van de rivieren die in de Middellandse Zee uitmonden. Nu wordt - evenals voor de 'zoutcrisis' - het verdampende water aangevuld door het binnenstromen van water uit de Atlantische Oceaan via de nauwe en ondiepe Straat van Gibraltar. Geconcludeerd moet worden dat die ondiepe zone tijdens het Messinien een drempel vormde waar geen oceaanwater meer over kon binnenstromen.


DE STRAAT VAN GIBRALTAR

De reden daarvoor werd door de meeste geologen gezocht in een zodanige daling van de zeespiegel dat het water de top van de 'drempel' niet meer over kon. Die verklaring is weinig bevredigend, want de sterke indamping wijst op een warm klimaat, terwijl bij hoge temperaturen juist een hoge zeespiegelstand hoort (in verband met afsmelten van landijs). Er zijn daarom ook wel hypotheses gelanceerd die stelden dat de drempel bij Gibraltar (tijdelijk) te hoog werd vanwege tektonische activiteit, maar doorvoor waren tot nu toe geen overtuigende bewijzen.

Een groep Italiaanse aardwetenschappers heeft daarvoor nu wel duidelijke aanwijzingen gevonden. Ze combineerden veldonderzoek in het Ven del Gesso Bekken met gegevens over de diepe ondergrond en vonden dat de chemische neerslag van zouten (ter plaatse voornamelijk gips) daar nauwkeurig 'geregeld' werd door tektonische activiteit. Die trad zowel voor als tijdens het Messinien op, en bepaalde in hoeverre de drempel bij Gibraltar als barrière voor het Atlantische water fungeerde.

Dat verklaart nog niet hoe de in - noodzakelijkerwijs - ondiep gevormde zoutafzettingen direct op diepmariene afzettingen kunnen liggen. Ook daarvoor geeft hun onderzoek echter een verklaring: op z’n minst een deel van die zoutafzettingen is op hellingen aan het glijden gegaan naar de (toen nog bestaande) diepe delen van de Middellandse Zee. De daar liggende pakketten zijn dus niet ter plaatse gevormd. Deze verklaring is des te waarschijnlijker omdat de Middellandse Zee bekend staat als een gebied waarin enorme modderstromen langs de onderzeese hellingen kunnen afglijden; een helling van minder dan een graad is al genoeg om waterverzadigde, fijnkorrelige afzettingen in beweging te krijgen. Aardschokken kunnen daarbij de aanleiding zijn geweest. De onderzoekers konden ook een vroegere helling in zuidzuidwestelijke richting traceren, waarlangs de afglijdingen waarschijnlijk hebben plaatsgevonden.

Referenties:

• Roveri, M., Manzi, C., Ricci Lucchi, F. & Rogledi, S., 2003. Sedimentary and tectonic evolution of the Vena del Gesso basin (Northern Appennines, Italy): implications for the onset of the Messinian salinity crisis. Geological Society of America Bulletin 115, p. 387-405.

Afbeelding uit http://interhotel.com/gibraltar/en/

349 Tropen kenden al in Eoceen zeer gevarieerde flora Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Een schitterend gefossiliseerde flora uit Eocene afzettingen nabij Laguna del Hunco (Patogonië, Argentinië) werpt een nieuw licht op de reeds lang bediscussieerde grote variatie in de flora van de huidige tropische regenwouden. Die flora is vooral in Zuid-Amerika zeer soortenrijk, en de vraag is wanneer die grote diversiteit tot stand is gekomen. De meeste deskundigen menen dat dat geologisch gezien kort geleden is gebeurd, in het Laat-Neogeen of zelfs in het Pleistoceen (onder invloed van klimaatfluctuaties).

De nieuwe vondst doet daaraan grote twijfel rijzen. De aangetroffen fossiele flora, die bestaat uit de bladeren van 102 soorten, is namelijk gevonden in een pakket (Tufolitas Laguna del Hunco) dat bestaat uit verspoelde vulkanische as in een kratermeer, en die as is radiometrisch gedateerd als laat-Paleoceen tot middel-Eoceen; de positie van de fossielen in dat pakket maakt, met een kleine marge, mogelijk om hun ouderdom vast te stellen op 52 miljoen jaar. Dat valt precies binnen het ongeveer 2 miljoen jaar durende interval (het vroeg-Eocene klimaatoptimum) waarin de temperatuur relatief hoog was.

De datering van de planten als vroeg-Eoceen betekent dat er toen dus al sprake moet zijn geweest van een rijk geschakeerde flora. Daarbij moet uiteraard in aanmerking worden genomen dat van de destijds levende plantensoorten slechts een beperkt aantal bladeren heeft gehad, en dat van die bladeren slechts een beperkt aantal soorten is gefossiliseerd. De rijke geschakeerdheid van de flora moet dus al lang een feit zijn geweest voordat het klimaat, onder invloed van de naderende ijstijden, begon te fluctueren. Dat is overigens in overeenstemming met recent onderzoek van het DNA van een groot aantal soorten uit de tropische regenwouden. Ook dat onderzoek wijst er namelijk op dat de uitbreiding van het aantal soorten reeds ruim voor het Pleistoceen begon. Zo zijn er zelfs hypotheses dat vooral de Andes (die in het Tertiair werd gevormd, maar waarvan de belangrijkste fase van opheffing dateert van na het vroeg-Eoceen) door de ontstane hoogteverschillen en onneembare barrières als een soort motor voor het ontstaan van nieuwe soorten fungeerde, en dat het tropisch regenwoud als het ware een aantal musea vormt waarin veel van die soorten, ook bij klimatologisch ongunstiger omstandigheden, konden overleven. In dit kader is het interessant dat de deskundigen momenteel tegenstrijdige opvattingen vertonen wat betreft het bestaan, gedurende het Pleistoceen met zijn - in de tropen - afwisseling van regenrijke en droge perioden, van een soort schuilplaatsen die ook in droge perioden voldoende vochtig bleven om de bestaande plantensoorten te laten overleven.

Het is dus heel waarschijnlijk dat er in het Tertiair op grote schaal in de tropen rijk geschakeerde flora’s voorkwamen. Dat daarvan niet eerder fossiele bewijzen zijn gevonden, hangt waarschijnlijk samen met de omstandigheden in tropische regenwouden: vocht en warmte zorgen voor spoedig vergaan van afgestorven planten. De uitzonderlijke omstandigheden bij Laguna del Hunco, waar bladeren niet vergingen door de snelle bedekking met vulkanisch materiaal in een kratermeer, zijn de reden dat nu wel inzicht bestaat in de plantendiversiteit van het vroeg-Eoceen.

Referenties:

• Knapp, S. & Mallet, J., 2003. Refuting refugia? Science 300, p. 71-72.
  
• Wilf, P., Cúneo, N.R., Johnson, K.R., Hicks, J.F., Wing, S.L. & Obradovich, J.D., 2003. High plant diversity in Eocene South America: evidence from Patagonia. Science 300, p. 122-125.

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl