NGV-Geonieuws 47

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 340 Mayacultuur verviel door drie periodes van droogte
• 341 Het spoor van de duivel
• 342 Kannibalisme bij een dinosaurus uit Madagaskar
• 343 Riffen sterven af door 'wolken' microorganismen
• 344 Antarctisch smeltwater veroorzaakte interstadialen

  << Vorige uitgave: 46 | Volgende uitgave: 48 >>

340 Mayacultuur verviel door drie periodes van droogte Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De Mayacultuur verdween ruim 1000 jaar geleden vrij plotseling. Algemeen wordt aangenomen dat klimaatverandering daarbij een rol speelde, want op diverse plaatsen werden relatief grote plaatsen verlaten zonder dat er herkenbare sporen van een binnenvallende vijand zijn aangetroffen. Op basis van pollen (stuifmeel) is eerder al aannemelijk geworden dat er veranderingen in vegetatie zijn opgetreden die wijzen op verdroging van het leefgebied van de Maya’s.

Nieuw onderzoek wijst uit dat er inderdaad verdroging is opgetreden, en wel door afnemende regenval gedurende een periode van ruim honderd jaar, waarbij drie fasen optraden waarbij het gedurende enkele jaren achtereen uitzonderlijk droog was. Die drie fasen lagen omstreeks 810, 860 en 910 na het begin van onze jaartelling. Met deze uitkomst is een in de tijd veel nauwkeuriger beeld verkregen over het verdwijnen van deze uitzonderlijke beschaving.

Deze nauwkeurige reconstructie van de klimaatveranderingen werd uitgevoerd door een team aardwetenschappers dat daartoe een nauwelijks eerder toegepaste methode toepaste. Ze deden daartoe geochemisch onderzoek van afzettingen voor de kust van Venezuela (in het vrijwel zuurstofloze Cariaco-Bekken), die bestaan uit fijn gelamineerde sedimenten die jaargelaagdheid weerspiegelen. Die laagjes werden gedurende een jaar regelmatig opgebouwd, waardoor het voor de onderzoekers mogelijk was om ook binnen een jaar verschillende momenten van afzetting te bepalen; ze konden dat doen met een mate van nauwkeurigheid waardoor ze in feite de geochemische ontwikkeling konden vaststellen per periode van twee maanden (dikte van zo’n interval gemiddeld ca. 50 micron). Ze deden dat voor de periode van 700-950 n.Chr., welke periode bekend staat als het laatste deel van de klassieke Mamabeschaving; op het Yucatan schiereiland is archeologisch goed vastgesteld hoe daar toen de cultuur tot een eind kwam. In het onderzochte gebied konden de laagjes uit de boorkernen (die waren verkregen in het kader van het Ocean Drilling Program) goed gedateerd worden door het aanwezige organische materiaal. Daardoor was het ook mogelijk vast te stellen dat de sedimentatie ter plaatse geologisch gezien zeer snel had plaatsgevonden (ongeveer 30 cm per 1000 jaar).

De onderzoekers bepaalden het gehalte aan titanium (Ti) in deze sedimenten, omdat die een weerslag vormen van de aanvoer van materiaal uit het stroomgebied, en daarmee van de hoeveelheid rivierwater, en daarmee weer van de regenval in het achterland: veel regen geeft meer transport door de rivier, wat zich uit in dikkere jaarlaagjes. Op deze wijze bepaalden de onderzoekers de relatieve hoeveelheid neerslag per twee maanden (gemiddeld), wat het bovenvermelde resultaat opleverde. De periode van 550-750 was relatief nat, en uit archeologische vondsten is bekend dat de Maya-bevolking sterk aangroeide, waarschijnlijk tot een omvang die nog net te handhaven was (wart betreft voedselvoorziening, etc.) bij de toen heersende omstandigheden. Omdat er nauwelijks meer rek zat in de mogelijkheden om meer voedsel te verbouwen, was de bevolking dus ook zeer kwetsbaar voor perioden waarin de regenval afnam, en er dus minder voedsel beschikbaar kwam.

Referenties:

• Haug, G.H., Günther, D., Peterson, L.C., Sigman, D.M., Hughen, K.A. & Aeschlimann, B., 2003. Climate and the collapse of Maya civilisation. Science 299, p. 1731-1735.

341 Het spoor van de duivel Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Nabij de vulkaan Roccamonfina (Campania, Zuid-Italië) zijn waarschijnlijk verspoelde as-afzettingen bekend met daarin afdrukken die door de lokale bevolking 'duivelssporen' worden genoemd. Voor een deel gaat het om de afdrukken van zoogdieren die over het zachte materiaal liepen en daar hun pootafdrukken in achterlieten; er zijn nu echter ook drie sporen gevonden die naar alle waarschijnlijkheid door hominiden zijn achtergelaten. Dat is opmerkelijk, want het materiaal is gedateerd als 385.000-325.000 jaar oud, en de sporen moeten verwaarloosbaar kort na de vorming van het sediment zijn gemaakt. Daarmee zouden dit de oudste sporen van mensachtige wezens zijn die bekend zijn.

EEN VAN DE SPOREN OP EEN STEILE WAND VAN DE VULKAAN

DETAIL VAN EEN VAN DE VOETSTAPPEN

De sporen wijzen erop dat ze gemaakt zijn door mensachtigen die op twee benen liepen, en die hun handen alleen af en toe gebruikten om hun evenwicht te bewaren op de moeilijk begaanbare, steile vulkaanhelling. De afzonderlijke voetafdrukken zijn ongeveer 20 cm lang en 10 cm breed; hieruit kan worden opgemaakt dat de betrokken hominiden zeker niet kleiner waren dan anderhalve meter. In de voetafdrukken zijn soms voetbal en hiel afzonderlijk te onderscheiden, wat wijst op een gebogen voet (het tegenovergestelde van een platvoet). Er zijn ook afdrukken te zien die mogelijk door de tenen zijn veroorzaakt.

De drie aangetroffen sporen vertonen grote overeenkomsten. De afstand tussen de afzonderlijke indrukken is steeds zo’n 60 cm, en de breedte van het spoor is ongeveer 120 cm. Het eerste spoor is 8,6 m lang en omvat 19 voetafdrukken en loopt over een hoogteverschil van 2,91 m. Het was dus klimmen geblazen, en er zijn deformaties die wijzen op uitglijden; ook is hier een hand gebruikt om steun te zoeken. Een ander spoor is 13,4 m lang, met 27 voetafdrukken. Ook dit spoor volgde een steile helling, met een hoogteverschil van 4,26 m; geen wonder dat het spoor een zigzag patroon volgt. Het derde spoor (9,98 m, hoogteverschil 2,56 m) is 9,98 m lang en omvat 10 regelmatige afdrukken.

De pyroklastische afzetting waarin de sporen zijn aangetroffen staan bekend als de Bruine Leucietrijke Tuf (leuciet is een mineraal). Het is een van de eenheden die het mogelijk maken om de ontwikkeling van de vulkanische uitbarsting te reconstrueren. In die ontwikkeling zijn drie belangrijke fasen te onderscheiden. De eerste (die 630.000-385.000 jaar geleden plaatsvond) bestond uit een eruptierijke periode die eindigde met een explosieve fase waarin instorting plaatsvond (daarbij ontstond een caldera); de tweede fase (385.000-325.000 jaar geleden) ging gepaard met tektoniek (verschuivingen), en was de periode waarin de Bruine Leucitische Tuf en latere, soortgelijke eenheden werden gevormd; de laatste fase, waarbij lava’s uitvloeiden, eindigde ongeveer 50.000 jaar geleden.

Referenties:

• Mietto, P., Avanzini, M. & Rolandi, P., 2003. Human footprints in Pleistocene volcanic ash. Nature 422, p. 133.

Afbeeldingen beschikbaar gesteld door Paolo Mietto

342 Kannibalisme bij een dinosaurus uit Madagaskar Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Gedurende het Laat-Krijt bestond noordwestelijk Madagaskar uit vlaktes waarop tal van dieren rondzwierven. Daaronder waren de theropoden Majubgatholus atopus en Masiakasaurus knopfleri. Resten daarvan (en van tal van andere dieren, waaronder vissen, schildpadden, krokodilachtige, sauropoden, vogels en zoogdieren) zijn op diverse plaatsen gevonden in de Maevarano-Formatie (Campanien-Maastrichtien), soms zelfs in spectaculaire 'bottenlagen' die echter vooral bestaan uit botten van Majubgatholus atopus.


a DETAIL VAN TAND VAN MAJUNGATHOLUS ATOPUS EN RIB MET KRASSEN DIE DOOR ZO’N TAND VEROORZAAKT KUNNEN ZIJN
b DETAILS VAN DE TANDENSPOREN

Op drie plaatsen in de Maevarano-Formatie zijn botten aangetroffen waarop sporen te vinden zijn die door tanden moeten zijn gemaakt. Ze moeten, gezien de aanwezige fauna, afkomstig zijn van een van de twee theropoden (de krokodilachtige, Trematochampsa en Mahajangasuchus, hadden kegelvormige tanden die heel andere sporen zou hebben nagelaten), waarvan Masiakasaurus knopfleri echter te klein was om dergelijke sporen achter te laten. Ze moeten dus van Majungatholus atopus afkomstig zijn. Dat wordt bevestigd door de vorm van de vorm van de krassen, in combinatie met de tanden die van deze dinosaurussoort (in een kaakbeen) zijn aangetroffen. Het blijkt dat deze dinosaurus niet alleen bij andere dieren het vlees van de botten afscheurde, maar dat ook deed bij soortgenoten. Het was dus een kannibaal. Daarbij is (nog?) niet vast te stellen of dat kannibalisme zo ver ging dat hij ook levende soortgenoten als prooi ving, of dat het uitsluitend ging om kadavers die als voedsel dienden. Uit de talrijke sporen op de botten in 'bottenalgen' blijkt overigens wel dat de kannibaal in ieder geval karkassen van soortgenoten als voedsel gebruikte.

Kannibalisme is onder dieren overigens niet ongebruikelijk. Van de huidige zoogdieren zijn er minstens veertien soorten die soortgenoten doden en eten; bij talrijke groepen reptielen en vogels gebeurt dat eveneens. Van dinosauriërs is daarover echter nog weinig bekend. De meeste gegevens betreffen een soort uit het Trias, Coelophysis bauri, maar juist omtrent het kannibalisme bij die soort zijn onlangs twijfels gerezen: gekraakte botten van juveniele exemplaren van deze soort, waarvan eerder werd aangenomen dat die binnen het lichaam van een volwassen exemplaar zaten, blijken bij nadere beschouwing namelijk iets dieper (in een stratigrafisch iets ouder niveau) te liggen; bovendien zou de hoeveelheid vlees die het volwassen exemplaar moet hebben gegeten - gezien de hoeveelheid botten - de omvang van zijn maag redelijkerwijze te boven zijn gegaan. Er zijn dus niet langer steekhoudende argumenten voor kannibalisme bij Coelophysis bauri. Ook van tyrannosauriden is wel kannibalisme aangenomen, maar het gebit van veel soorten vertoont zoveel gelijke kenmerken dat niet goed is uit te maken welke soort op de botten van een andere tyrannosauride beetsporen heeft achtergelaten. Dat betekent dat de enige soort dinosaurus waarvan kannibalisme waarvan dat nu wel aannemelijk is, Majungatholus atopus is.

Referenties:

• Rogers, R.R., Krause, D.W. & Rogers, K.C., 2003. Cannibalism in the Madagascan dinosaur Majungatholus atopus. Nature 422, p. 515-518.

Afbeelding beschikbaar gesteld door Ray Rogers

343 Riffen sterven af door 'wolken' microorganismen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De talrijke koraalriffen die we uit het geologische verleden kennen, lijken vaak plotseling en zonder duidelijke reden te zijn afgestorven. Een van de redenen kan het passeren zijn geweest van een watermassa met microorganismen die zelf giftig waren of die giftige stoffen uitscheidden. Dat blijkt uit waarnemingen die onderzoekers hebben gedaan voor de kust van zuidwestelijk Florida.

Voor die kust dreef begin 2002 een 'wolk' van afwijkend water voorbij. De doorsnede door die watermassa bedroeg meer dan 100 km. Dat water bleek bij analyse grote hoeveelheden microscopisch kleine plantje (diatomeeën, kiezelwieren) te bevatten, die deels giftig waren, evenals veel opgeloste stoffen. Duikers die na het passeren van de 'wolk' monsters van twee riffen namen bij een eilandengroep (Florida Keys), ontdekten dat zo’n 70% van het leven op de steenkoralen was verdwenen, dat het aantal koraalsoorten met ongeveer 40% was afgenomen, en dat de kolonies van sponzen bijna geheel afgestorven waren.

De 'wolk' was opgevallen op satellietbeelden, omdat hij op de beelden een zwarte kleur had. Die zwarte kleur werd volgens de onderzoekers veroorzaakt doordat zowel de microscopisch kleine plantjes als de opgeloste stoffen ervoor zorgen dat minder zonlicht dan normaal door het wateroppervlak wordt teruggekaatst. Ook lokale vissers hadden het bijzondere karakter van de 'waterwolk' opgemerkt, niet alleen vanwege de afwijkende kleur, maar ook omdat vissen de wolk leken te mijden. Het publiek reageerde daar bezorgd op, en het onderzoek van satellietfoto’s was daar een direct gevolg van.

Het zwarte water was, voor zover bekend, een nieuw fenomeen. Overigens bestaat er al langer een soortgelijk fenomeen in de zee bij Florida (maar ook elders), namelijk het optreden van 'rood tij'. Ook dat verschijnsel is het gevolg van plantjes (dinoflagellaten), en van symbiotische organismen die gezamenlijk worden aangeduid als cyanobacteriën (vroeger sprak men wel van 'blauwalgen'); in Nederland treedt soms een soortgelijk verschijnsel op, en staat bekend als 'planktonbloei'. Rood tij is voor de kust van Florida een jaarlijks verschijnsel, met veel negatieve gevolgen, zoals het afsterven van vissen, het aantasten van koralen, en het veeroorzaken van huiduitslag en ademhalingsproblemen bij de mens. Het rood tij volgt bij Florida een route langs de kust van noord naar zuid, en iedereen is daaraan inmiddels gewend.

Het ongewone 'zwarte water' in 2002 was waarschijnlijk een gevolg van een bijzondere samenloop van omstandigheden. Winterstormen zorgden ervoor dat grote hoeveelheden zoet water uit de beroemde Everglades in de Bocht van Florida uitstroomden, en daarbij grote hoeveelheden voedingsstoffen zoals silicaten, fosfor en stikstof met zich meevoerden. Daardoor konden de zeer grote hoeveelheden diatomeeën ontstaan die het 'zwarte water' karakteriseerden. De zo gevormde hoeveelheid 'zwart water' circuleerde gedurende enkele maanden, meedraaiend met de klok, voor de kust van Florida, waarna de wolk zich langzaam zuidwaarts verplaatste naar de Florida Keys, om tenslotte tussen deze eilanden door in de Atlantische Oceaan uit te monden.

Welk effect het 'zwarte water' op langere termijn op de riffen zal hebben, is nog een vraagteken. Het lijkt echter zeker niet onmogelijk dat in de tijd waarin de koralen toch al onder druk staan (onder meer door de opwarming van het zeewater) diverse riffen zullen afsterven. En dat is mogelijk ook in het geologische verleden een oorzaak van afsterven geweest.

Referenties:

• Hu, Ch., Hackett, K.E., Callahan, M.K., Andréfouët, S., Wheaton, J.L., Porter, J.W. & Muller-Karger, F.E., 2003. The 2002 ocean color anomaly in the Florida Bight: a cause of local coral reef decline? Geophysical Research Letters 30 (3), doi 10.1029/2002GL016479, p. 51-1 - 51-4.

344 Antarctisch smeltwater veroorzaakte interstadialen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

IJSKAP IN ANTARCTICA

Op het einde van de laatste ijstijd (het Weichselien) kwamen, voordat de definitieve klimaatverbetering optrad waarin we nu leven, twee warmere perioden voor (warmere fasen in een ijstijd worden 'interstadialen' genoemd): de Bølling en de Allerød. Vrij algemeen werd tot nu toe aangenomen dat deze warmere intervallen verantwoordelijk waren voor de plotselinge zeespiegelstijging van ongeveer 20 m die binnen zo’n 500 jaar plaatsvond, en die ongeveer 14.700 jaar geleden begon. De stijgende temperatuur zou namelijk hebben gezorgd voor het snel afsmelten van een deel van de ijskap die onder meer Noord-Amerika bedekte: enkele honderden jaren lang zou daardoor per seconde zo’n 500.000 kubieke meter smeltwater in de noordelijke Atlantische Oceaan terecht zijn gekomen. Deze zienswijze berust feitelijk op slechts één hard gegeven: het voorkomen van een (nu afgestorven) koraalrif voor de kust van Barbados, dat ooit tot zeeniveau reikte maar nu 20 m onder water ligt; dat rif is gedateerd op 14.235 jaar (Bølling-Allerød).

Oorzaak en gevolg liggen misschien echter heel anders: op basis van modellen komen Canadese en Amerikaanse onderzoekers namelijk tot de conclusie dat er waarschijnlijk meer complexe relaties bestaan, en dat de toevoer van grote hoeveelheden smeltwater naar de oceaan eerder moet hebben plaatsgevonden. Er zijn inderdaad aanwijzingen dat dat al omstreeks 14.700 jaar geleden gebeurde. Bovendien komen er steeds meer aanwijzingen dat het niet de ijskap van Noord-Amerika is geweest die voor de grootste aanvoer van smeltwater zorgde.

Het nieuwe model komt er op neer dat niet het ijs op het noordelijk halfrond, maar het ijs op het zuidelijk halfrond (Antarctica) een cruciale rol speelde. Het van die ijskap afkomstige smeltwater kwam in het zeer koude oppervlaktewater van de Zuidelijke IJszee terecht. Door het circulatiepatroon van de oppervlaktewateren en de diepe waterlagen zette het smeltwater dat tussen Zuid-Amerika en Antarctica in de Zuidelijke IJszee terechtkwam, een heel nieuw stromingspatroon in werking. Daardoor zou het water in de noordelijke Atlantische Oceaan opgewarmd zijn. Dit kon gebeuren doordat het smeltwater het wegzinken van oppervlaktewater bij Antarctica vertraagde; dat weggezonken water stroomde daarvoor op middendiepte noordwaarts en blokkeerde daarbij een stroming met relatief warm water. Toen die blokkade wegviel, kon dat warmere water wel naar het noorden van de Atlantische Oceaan stromen. Doordat het opgewarmde water zijn warmte deels overdroeg aan de atmosfeer, kon zo op het noordelijk halfrond een tijdelijke klimaatverbetering optreden. Niet alle deskundigen onderschrijven het nieuwe model overigens.

Referenties:

• Kerr, R.A., 2003. Who pushed whom out of the last Ice Age? Science 299, p. 1645.
  
• Weaver, A.J., Saenko, O.A., Clark, P.U. & Mitrovica, J.X., 2003. Meltwater pulse 1A from Antarctica as a trigger of the Bølling-Allerød warm interval. Science 299, p. 1709-1713.

Afbeelding uit Condorjourneys.

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl