NGV-Geonieuws 81

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 506 Vroege vogel had veren op zijn poten
• 507 Reuzenhert stierf pas ver na einde ijstijd uit
• 508 Termietenheuvels helpen bij opsporing goud en andere metalen
• 509 Strijd om behoud van oudste Palaeozoïsche fauna
• 510 Puimsteen op strand verraadt onbekende onderzeese vulkaan

  << Vorige uitgave: 80 | Volgende uitgave: 82 >>

506 Vroege vogel had veren op zijn poten Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Van de oudst bekende vogel, Archaeopteryx, wordt door sommige onderzoekers aangenomen dat hij ook veren had op zijn poten. Anderen zijn daar niet echt van overtuigd, en schrijven die interpretatie toe als het gevolg van 'wishful thinking': er is namelijk ook een sauriër bekend (Microraptor) die glijvluchten kon maken en waarvan vaststaat dat die niet alleen vleugels met veren had, maar ook veerachtige structuren op zijn achterpoten. Nu is er bij Jingangshan - haast vanzelfsprekend in de Yixian-Formatie in de Chinese provincie Liaoning - het fossiel gevonden van een 'vroege vogel' (Vroeg-Krijt) waarvan het onderlijf en de achterpoten in groot detail zijn gefossiliseerd, en waarvan beide achterpoten duidelijk (op het bovenste deel) veren dragen.


Veren op de achterpoten van de nieuw ontdekte fossiele vogel

De 'veerpotige' vogel die nu is gevonden - en die nog geen wetenschappelijke naam heeft gekregen - wordt door de onderzoekers van belang geacht, omdat onderzoek van de veren nader inzicht kan verschaffen in de aërodynamische rol die veren bij vroege vogels speelden, en in het mogelijke vermogen om 'bij te sturen' (de Mesozoïsche vogels missen de lange staartveren die bij moderne vogels een belangrijke rol spelen bij het sturen). Het is in dit kader interessant dat er veel aanhangers zijn van de theorie dat de vroegste vogels allemaal vier ledematen met veren hadden, en dat de veren op de achterpoten geleidelijk verdwenen toen de vleugels - en de veren daarop - voldoende vliegvermogen en stuurmanskunst mogelijk maakten.

De veren op de poten van het nu gevonden exemplaar zouden volgens deze hypothese dus een soort overblijfsel zijn (zoals bij mensen het staartbeen het overblijfsel is van de staart van onze verre voorouders). De veren op de poten van de nieuw-ontdekte vogel zijn relatief lang (ongeveer de halve lengte van de bovenpoot), zoals dat ook het geval was bij Microraptor. Ze zijn gebogen en bevinden zich aan de buitenzijde van de poten wat op een (residuaire) aërodynamische functie wijst. Bij Archaeopteryx moeten de veren op de poten (als hij die al had) die aërodynamische functie al geheel hebben verloren. De nieuwe vogel heeft dus oude evolutionaire kenmerken relatief lang bewaard.

Het vliegvermogen van de nieuwe vogel lijkt, evenals bij andere vroege vogels zoals Confuciusornis, Changchengornis, Protopoteryx en Yixianornis, onloochenbaar, al was het zeker niet zo goed ontwikkeld als bij recente vogels.

Referenties:

• Zhang, F. & Zhou, Z., 2004. Leg feathers in an Early Cretaceous bird. Nature 431, p. 925

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Fucheng Zhang, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology. Academy of Sciences, Beijing (Volksrepubliek China).

507 Reuzenhert stierf pas ver na einde ijstijd uit Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Al zo’n 10 jaar is bekend dat de mammoet niet op het einde van de laatste ijstijd uitstierf, maar dat 'dwergvormen' nog tot ca. 4000 jaar geleden voortleefden in Siberië. Nu blijkt dat ook het reuzenhert (Megaloceros giganteus) niet uitstierf op de grens Pleistoceen/Holoceen, maar nog tot ongeveer 7700 jaar geleden op aarde rondliep - ook in Siberië. Deze bevinding ondergraaft in sterke mate de tot nu toe vrij algemeen aangehangen theorie dat de grote zoogdieren op het westelijk halfrond in een soort massauitsterving van de aarde verdwenen bij de overgang van het koude klimaat van de ijstijd naar een meer gematigd klimaat.

Reconstructie van het reuzenhert

Geraamte van het reuzenhert

Hiermee komt in feite de basis weg te vallen onder een al lang durende, felle discussie over die 'plotselinge' verdwijning van de Pleistocene megafauna. In die discussie bestaan twee kampen, die - veel te generaliserend gesteld - hetzij de stelling verdedigen dat de plotselinge temperatuurstijging en de daarmee samenhangende verandering van vegetatie, prooidieren etc. verantwoordelijk waren, hetzij stellen dat overbejaging door de zich toen plotseling sterk ontwikkelende en uitbreidende Mens hieraan ten grondslag lag. Overigens zijn er uiteraard ook wetenschappers die, meer voorzichtig, verkondigen dat een combinatie van beide factoren als schuldige moet worden aangewezen. Nu, na de wolharige mammoet, ook het reuzenhert zich aan het plotseling verdwijnen van de megafauna blijkt te hebben onttrokken, lijkt de discussie over de oorzaak van die 'massauitsterving' niet of nauwelijks meer ter zake. De vraag rijst zelfs wanneer voor andere grote zoogdieren zal kunnen worden vastgesteld dat ze de grens Pleistoceen/Holoceen overleefden.

Het reuzenhert moet, met zijn schofthoogte van meer dan twee meter, een imposante verschijning zijn geweest. De mannetjes hadden bovendien een gewei dat zijn weerga niet kent in de geologische geschiedenis. De talloze geweien die gevonden zijn (onder meer in moerassige veengebieden) wegen tot 40 kg en zijn tot zo’n 3,5 m breed. Deze geweien bevatten tot 8 kg calcium en 4 kg fosfaat. Omdat het gewei ieder jaar werd afgeworpen en nieuw gevormd, moet er rijkelijk goed voedsel aanwezig zijn geweest. Dat is weliswaar in veel bossen het geval, maar vanwege zijn gewei kan het reuzenhert daar niet in hebben geleefd. Het meest waarschijnlijk is dat hij leefde op open vlaktes, waar struiken van wilgen en berken voor voldoende voedingsstoffen zorgden.

De onderzoekers stellen vast dat reuzenherten 20.000 jaar geleden nog in groten getale voorkwamen van Ierland tot Rusland, en van Scandinavië tot de Middellandse Zee. Tijdens het zogeheten Laat-Glaciale Maximum, 15.000 jaar geleden, waren er echter nog maar weinig van over, waarschijnlijk alleen in van struiken voorziene steppen in centraal Azië. Ook daar verdwenen ze echter op den duur toen het klimaat (en daarmee de vegetatie) veranderde, uitgezonderd in sommige kleine gebieden in het heuvelachtige voorland van de oostelijke Oeral. Daar konden ze overleven tussen de dichte bossen op de berghellingen (waar de herten met hun grote gewei zich niet konden bewegen) en de droge steppen ten oosten van de Oeral (waar ze onvoldoende voedsel konden vinden om jaarlijks een nieuw gewei te vormen). In het heuvelachtige gebied tussen deze twee vegetatiezones bleven echter nog lang voldoende gunstige omstandigheden bestaan, waardoor het edelhert zeker tot zo’n 7700 jaar geleden voortleefde, totdat ook deze steeds nauwere zone met gunstige vegetatie verdween.

Referenties:

• Pastor, J. & Moen, R.A., 2004. Ecology of ice-age extinctions. Nature 431, p. 639-640.
  
• Stuart, A.J., Kosintsev, P.A., Higham, T.F.G. & Lister, A.M., 2004. Pleistocene to Holocene extinction dynamics in giant deer and woolly mammoth. Nature 431, p. 684-689.

508 Termietenheuvels helpen bij opsporing goud en andere metalen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De opsporing van goud (en tal van andere metalen) vindt vooral plaats via geochemische analyses van gesteente- en grondmonsters. Dat vereist een goedgeoutilleerd laboratorium, dat in veel gevallen te kostbaar is voor ontwikkelingslanden om er veel van in te richten. Daarom wordt al geruime tijd gezocht naar methoden om de opsporing van deze metalen eenvoudiger (en dus goedkoper) te maken. Daarbij moet worden bedacht dat veel ontwikkelingslanden liggen in woestijnachtige gebieden, waar het vaste gesteente is bedekt door een laag los materiaal (de regoliet).


Karakteristieke termietenheuvel

De regoliet bedekt in het onderzoeksgebied in noordelijk Ethiopië een Precambrische ondergrond bestaande uit dolomieten, gemetamorfoseerde andere3 sedimenten en gemetamorfoseerde vulkanische gesteenten, met daaroverheen Paleozoïsche en Mesozoïsche sedimenten; plaatselijk zijn deze gesteenten geïntrudeerd door Tertaire dolerieten. De regoliet maakt het niet of nauwelijks mogelijk het onderliggende vaste gesteente te herkennen zonder graafwerkzaamheden.

Een onderzoeker van de Mekelle Universiteit in Ethiopië heeft nu een buitengewoon simpele manier gevonden om effectief gemakkelijk verwerkbare gegevens over de vaste gesteenten onder de regoliet te krijgen. Hij onderzocht daartoe de relatie tussen diverse metalen in termietenheuvels en in het vaste gesteente in hun directe nabijheid. Daartoe nam hij monsters van de termietenheuvels die hij homogeniseerde en vervolgens analyseerde; de concentraties van de diverse metalen werden - na de nodige voorbehandelingen van de monsters - vastgesteld met behulp van zogeheten atomic absortion spectrophotometry. De zo verkregen resultaten vergeleek hij met de uitkomsten van onderzoek van vergelijkbaar onderzoek van - eveneens gehomogeniseerde - monsters van het vaste gesteente, dat hij bemonsterde na de regoliet eerst te hebben verwijderd.

De relaties tussen beide soorten monsters kunnen op z’n zijn minst veelbelovend worden genoemd, al gaat het nog om een voorlopig onderzoek waarbij slechts vier monsters van termietenheuvels zijn onderzocht, in samenhang met monsters uit hun directe omgeving. Zo blijkt dat sommige metalen in de termietenheuvels voorkomen in nauwelijks lagere concentraties dan in het vaste gesteente ter plaatse, terwijl andere metalen juist zeer sterk verarmd worden. Er blijkt een statisch hoge correlatiecoëfficiënt te bestaan voor goud (r = 0.75), koper (r = 0,77) en mangaan (r = 0,72); de correlatie is middelmatig voor zilver (r = 0,56); voor de metalen zink, kobalt en nikkel bestaat een negatieve correlatie.

Een en ander betekent dat termietenheuvels een goede bron van informatie vormen voor concentratie in de ondergrond van onder meer goud. Dat kan de opsporing van economisch winbare goudertsen aanzienlijk vergemakkelijken. Ook voor koper, mangaan en zilver lijkt deze aanpak zinvol. Waarom de concentraties van de diverse metalen in de termietenheuvels al dan niet correleren met die in de vaste ondergrond is niet duidelijk; de onderzoeker suggereert - logischerwijs - dat de termieten daarbij een rol spelen.

Referenties:

• Kebede, F., 2004. Use of termite mounds in geochemical exploration in North Ethiopia. Journal of African Earth Sciences 40, p. 101-103.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Fassil Kebede, Department of Land Resource and Environmental Protection, Mekelle University, Mekelle (Ethiopië).

509 Strijd om behoud van oudste Palaeozoïsche fauna Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De gecompliceerde levensvormen die we nu kennen stammen alle af van organismen die ontstonden tijdens de zogeheten 'Cambrische explosie', ca. 540 miljoen jaar geleden. De meercellige organismen die, met vaak fantastische vormen, daarvoor leefden (het meest karakteristiek is de Ediacara-fauna), lijken alle een op die grens doodgelopen evolutionaire tak te vertegenwoordigen. Voor het begrip van de huidige levensvormen zijn daarom de oudste Paleozoïsche fauna’s van grote betekenis. Van die oudste fauna’s is die uit de Chengjang-Formatie in de provincie Yunnan (zuidwest China) waarschijnlijk wel de meest belangwekkende (er zijn geen oudere rijke vindplaatsen van deze nieuwe levensvormen). Voor hun behoud moet nu echter een felle strijd worden gevoerd, die overigens al enkele eerste successen heeft opgeleverd.

Yunnanozoon lividum, de oudst bekende vertegenwoordiger van de chordata

Fosfaatmijnbouw in de Chengjang-Formatie

De Chengjang-Formatie is ongeveer 530 miljoen jaar oud en bestaat uit sedimenten die in een uitgestrekte, ondiepe zee werden afgezet. Het pakket komt over grote afstanden aan het aardoppervlak voor en beslaat ca. 10.000 km². Dat lijkt waarborgen genoeg te bieden voor een langdurig ongestoord paleontologisch onderzoek, maar helaas bevat de formatie ook veel fosfaaterts. Dat werd in 1984 vastgesteld, ongeveer tegelijkertijd met de eerste vondsten van de Vroeg-Cambrische fauna. Terwijl de wetenschap zich vol overgave stortte op het verzamelen en onderzoeken van de fossielen, werden elders door de autoriteiten vergunningen afgegeven voor grootschalige afgravingen van de fosfaatertsen.

Dat zou allemaal nog niet zo erg zijn als beide activiteiten ruimtelijk gescheiden van elkaar zouden kunnen opereren. Maar de fossiele fauna’s komen niet overal voor, en zeker niet wat betreft de meest interessante vindplaatsen. Daarvan zijn er nog (?) slechts enkele. De beroemdste is de Maotian-berg, en die ligt in een gebied waarvoor een mijnvergunning was afgegeven. Hoewel Yunnan een van de armste provincies is en de fosfaatmijnbouw dus van groot belang, hebben de autoriteiten inmiddels gevolg gegeven aan de wetenschappelijke oproep om althans deze vindplaats deels (18 km²) te sparen. Er is daartoe een soort geologisch reservaat van gemaakt, maar de mijnbouw dreigt door te gaan tot aan de grenzen van het beschermde gebied (zo niet verder), zodat dit 'reservaat' middenin een troosteloos landschap van afgegraven ertsen komt te liggen. Daarom worden nu ook pogingen gedaan om de mijnbouw verder buiten het reservaat te doen stoppen.

Inmiddels zijn ook voorstellen gedaan om andere vindplaatsen te redden. De autoriteiten blijken niet onwillig, maar probleem is uiteraard dat de verleende vergunningen aan de mijnbouwmaatschappijen moeten worden afgekocht, en daarvoor is onvoldoende geld beschikbaar. Er wordt nu gezocht naar financiële middelen, onder meer bij UNESCO. In sommige gebieden zijn de autoriteiten overigens minder welwillend dan in andere om de mijnbouw in te perken. Een motief om mee te helpen zou kunnen zijn dat goede vindplaatsen in een niet geheel verwoest gebied zelf een financieringsbron zouden kunnen gaan vormen via 'wetenschappelijk toerisme'.

Te hopen valt dat er op korte termijn duidelijke stappen worden genomen. Het wetenschappelijk belang staat buiten kijf. Zo is een van de eerste vondsten een ongewerveld diertje geweest (Yunnanozoon), dat de oudste vertegenwoordiger van de Chordata is, de groep waaruit later de gewervelde dieren zijn voortgekomen. Dat heeft destijds veel publiciteit gekregen. Maar wetenschappelijk gezien zijn er sindsdien nog tal van vondsten gedaan die minstens zo belangrijk zijn voor ons inzicht in de evolutie van het leven zoals we dat nu kennen.

Referenties:

• Normile, D. & Lei, X., 2004. China clamps down on mining to preserve Cambrian site. Science 305, p. 1893-1894

510 Puimsteen op strand verraadt onbekende onderzeese vulkaan Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

In oktober 2002 spoelden op de oostkust van Australië tal van brokken puimsteen aan. Dat volgde op een soortgelijke gebeurtenis die in november 2001 plaatsvond op de Fiji-eilanden. Analyse toonde aan dat het in beide gevallen ging om materiaal (met een dacitische samenstelling: 65-68 gewichtsprocent SiO₂) dat door dezelfde vulkaan moest zijn uitgestoten. Omdat het materiaal kennelijk meegevoerd was door een zeestroming die eerst de Fiji eilanden aandeed en daarna Australië, en omdat de vulkanische uitbarsting seismisch geregistreerd moest zijn, kon met enig speurwerk worden vastgesteld dat het moest gaan om de uitbarsting van een tot dan toe onbekende onderzeese vulkaan (nu geregistreerd als 0403-091) die deel uitmaakt van de vulkanische Tofua-boog; de locatie valt onder Tonga. Die vulkaan moet, volgens seismische waarnemingen, ongeveer een maand voordat de eerste puimsteen op de Fiji-eilanden aanspoelde, zijn uitgebarsten.

Puimsteen markeert de vloedlijn op een Australisch strand

Stukjes puimsteen zijn gekoloniseerd door tal van organismen

Met behulp van computermodellen kon worden nagegaan dat de 'normale' transportroute van de puimsteen via zeestromen verstoord moet zijn geweest door twee lagedruk systemen; ook wind heeft de precieze transportroute duidelijk beïnvloed. Mede daardoor kon er veel puimsteen op de kust van Australië aanspoelen: plaatselijk zelfs 400-500 fragmenten per vierkante meter. De totale hoeveelheid die in Australië aanspoelde, wordt door de onderzoekers geschat op minimaal 125.000 m³ (die hoeveelheid vertegenwoordigt uiteraard slechts een fractie van al het door de vulkaan uitgestoten materiaal). Omdat de puimsteen onder de storm- en springvloedniveaus werd afgezet, werd het grootste deel ervan alweer spoedig door de oceaan weer 'teruggenomen'; na enkele weken was het meeste al verdwenen, en nu resteren er nog slechts wat schaarse stukken.

De meeste aangespoelde stukken waren 2-5 cm groot. Op de Fiji-eilanden was het grootste waargenomen stuk puimsteen 20 cm groot, en in Australië was dat 10 cm. Dat alleen al geeft aan dat er bij het transport tussen beide gebieden veel materiaal is verdwenen. Er gebeurde overigens meer tijdens het transport (over ca. 3500 km) tussen deze twee gebieden: de stukken die op de Fiji-eilanden aanspoelden vertoonden geen sporen van mariene organismen, maar op de Australische stranden waren die ruimschoots voorhanden. Onder meer algen, wormen, mosdiertjes, oesterachtigen, gastropoden en koralen. Sommige koralen waren bij hun aankomst in Australië zelfs al ongeveer een jaar oud. Dit geeft aan dat vulkanische uitbarstingen via het uitgeblazen puimsteen een voortreffelijke gelegenheid scheppen voor de verspreiding van organismen. In de geologische geschiedenis van de aarde heeft dat ongetwijfeld een grote rol gespeeld.

Referenties:

• Bryan, S.E., Cook, A., Evans, J.P., Colls, P.W., Wells, M.G., Lawrence, M.G., Jell, J.S., Greig, A. & Leslie, R., 2004. Pumice rafting and faunal dispersion during 2001-1002 in the Southwest Pacific: record of a dacitic submarine explosive eruption from Tonga. Earth and Planetary Science Letters 227, p. 135-154.

Foto’s welwillend ter beschikking gesteld door Scott Bryan, Department of Geology and Geophysics, Yale University, New Haven (Verenigde Staten van Amerika).

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl