NGV-Geonieuws 62

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 415 Dodo stierf later uit dan algemeen aangenomen
• 416 Zeer oude fossielen lijken 'na te maken'
• 417 Verlies van 'wetlands' door regulering van Mississippi
• 418 Uniek kijkje op onderzeese vulkaanuitbarsting
• 419 Geofysica helpt bij opsporing van lawineslachtoffers

  << Vorige uitgave: 61 | Volgende uitgave: 63 >>

415 Dodo stierf later uit dan algemeen aangenomen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Voor geologen is het uitsterven van planten- en diersoorten de gewoonste zaak van de wereld. In onze cultuur die steeds verder af komt te staan van natuurlijke ontwikkelingen, krijgen bedreigde soorten echter veel aandacht. Voor een groot deel niet terecht (omdat verschuivende ecosystemen van oudsher gepaard gaan met het uitsterven van soorten die zich niet kunnen aanpassen aan de veranderende omstandigheden), voor een deel wel terecht, omdat de mens de grootste bedreiging vormt. Of heeft gevormd, indien het gaat om een inmiddels uitgestorven soort. Een van die uitgestorven diersoorten zorgt ook nu nog voor een haast traumatisch collectief gedrag van de moderne mens.


DE DODO

Het gaat daarbij om de dodo (Raphus cucullatus), een loopvogel die voorkwam op Mauritius en daar geen natuurlijke vijanden kende. Toen zeevaarders het eiland eenmaal hadden ontdekt, en snel hadden ervaren dat de dodo een gemakkelijke en voedzame prooi was, was het gauw gedaan met de vogel. Het laatste exemplaar werd waargenomen in 1662, op een eilandje vlak voor de kust van Mauritius. Deze waarneming, die gerapporteerd werd door Volkert Evertsz, wordt algemeen aangenomen als het tijdstip van uitsterven; de vogel was toen in ieder geval al buitengewoon schaars, want de voorlaatste waarneming dateert van 24 jaar eerder.

Dat er naderhand geen dodo’s meer zijn waargenomen (al is er een claim van een ontvluchte slaaf dat hij nog in 1674 een exemplaar zou hebben gezien), betekent echter niet noodzakelijkerwijs dat ze ook niet meer bestonden. David Roberts (van de bekende Kew Gardens) en Andrew Solow (van het eveneens zeer bekende Woods Hole Oceanographic Institution) berekenen op statistische gronden dat de dodo waarschijnlijk nog tot bijna 30 jaar na de laatste waarneming op of nabij Mauritius heeft geleefd; de vogel zou volgens hun berekeningen waarschijnlijk in 1690 zijn uitgestorven. Ze merken daarbij echter op dat de statistiek het niet voor onmogelijk houdt - dankzij het uiterst schaarse materiaal - dat de dodo zelfs tot 1797 zou hebben geleefd; evengoed zou het uitsterven echter eerder kunnen hebben plaatsgevonden. Dit betekent - als de waarneming van 1674 juist was - dat het uitsterven statistisch gezien moet hebben plaatsgevonden tussen 1679 en 1790.

De vele jammerklachten van de geleerden die op het einde van de 17e en in het begin van de 18e eeuw 'natuurlijke historie' bedreven, en die ook toen al treurden over het uitsterven van deze uiterst merkwaardige vogel, had dus beter plaats kunnen maken voor een expeditie met als doelstelling om de vogel voor uitsterven te behoeden. Een les die ook de moderne milieudeskundigen zich ter harte mogen nemen.

Referenties:

• Pim, S., 2003. Expiry dates. Nature 426, p. 235-236.
  
• Roberts, D.L. & Solowm A.R., 2003. When did the dodo become extinct? Nature 426, p. 245.

416 Zeer oude fossielen lijken 'na te maken' Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De speurtocht naar de oorsprong van het leven op aarde wordt steeds moeilijker. Deels komt dat omdat er minder fossielen over zijn uit de beginperiode van de aarde: ze zijn in de loop der tijd door erosie in onherkenbare korreltjes opgesplitst, ze zijn door metamorfose onherkenbaar veranderd, ze zijn diep in de aardkorst begraven onder jongere lagen, of ze zijn zelfs via subductie - waar een aardschol onder een andere wegduikt - in de aardmantel opgenomen en waarschijnlijk opgesmolten. Voor een ander deel wordt de speurtocht naar het oudste leven bemoeilijkt doordat uiterst primitieve organismen moeilijk als zodanig zijn te herkennen. Dat is ook een van de redenen waarom er regelmatig discussies losbarsten over het al dan niet biologische karakter van structuren die op meteorieten worden aangetroffen.

Nu blijkt er nog een heel nieuw probleem op te doemen. De oudst bekende fossielen (uit 3,5 miljard jaar oude gesteenten in Australië) vormen een soort korte, knobbelige 'wormpjes' van hooguit enkele micrometers lang. Al eerder is de biologische oorsprong van deze structuren ter discussie gesteld, maar nu blijkt dat structuren met een sterk overeenkomstige vorm ook in het laboratorium kunnen worden gemaakt. Dat betekent natuurlijk niet per definitie dat de 3,5 miljard jaar oude structuren geen biologische oorsprong hadden, maar het toont wel aan dat er ook een andere ontstaanswijze kan zijn. De implicatie is dat er met veel meer reserves dan voorheen gekeken zal moeten worden naar zeer oude (en misschien ook wel recente) structuren die tot nu toe als indicatief voor levende organismen werden beschouwd.

Het bijzondere aan de in het laboratorium verkregen 'fossielen' is dat het recept betrekkelijk eenvoudig is: neem wat siliciumoxide, carbonaat en barium; gooi dat in een basische vloeistof; voeg wat eenvoudige organische verbindingen toe; goed mengen bij kamertemperatuur. Bij de juiste verhouding van de diverse ingrediënten ontstaan dan laagjes met draadachtige structuren van bariumcarbonaat met een huidje van silica. Deze draadachtige structuren lijken zoveel op de oude Australische fossielen dat ze er gemakkelijk voor kunnen doorgaan. Het 'namaken' gaat dus gemakkelijk, en bovendien zijn de omstandigheden waaronder deze structuren ontstaan volgens de onderzoekers goed vergelijkbaar met die waaronder de oude gesteenten ontstonden.

Toen de onderzoekers hun 'draadjes' in een brouwsel van formaldehyde en fenol gooiden, en daarna het mengsel verhitten, vormde zich een huidje van complexe organische verbindingen rond de draadjes, precies zoals ook wordt aangetroffen bij de fossiele structuren. Volgens de onderzoekers moet daarom eens goed worden nagedacht of er bij de jacht op oud aards leven (en extraterrestrisch leven) geen nieuwe criteria voor 'sporen van leven' moeten worden aangelegd: 'vorm en de aanwezigheid van organisch materiaal zijn duidelijk niet genoeg'. Zelfs de onderzoekers die eerder de oude Australische fossielen voor het eerst beschreven, geven toe dat de gelijkenis frappant is.

Referenties:

• Garcia-Ruiz, J.M., Hyde, S.T., Carnerup, A.M., Christy, A.G., Van Kranendonk, M.J. & Welham, N.J., 2003. Self-assembled silica-carbonate structures and detection of ancient microfossils. Science 302, p. 1194-1197.
  
• Kerr, R.A., 2003. Minerals cooked up in the laboratory call ancient microfossils into question. Science 302, p. 1134.

417 Verlies van 'wetlands' door regulering van Mississippi Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Langs de benedenloop van de Mississippi doen de komgronden nauwelijks meer dienst als overloopgebieden in het geval van hoog water. Daardoor hebben die komgronden ook hun jaarlijkse 'aanwinst' van vruchtbare grond zien verdwijnen. Dat is het gevolg van de sterke regulering van dit deel van de rivier die vooral plaatsvond vanaf de twintiger jaren van de vorige eeuw.

De Mississippi is een van de meest gereguleerde rivieren ter wereld, maar in het begin van de twintigste eeuw was daarvan nog nauwelijks sprake. Dat maakt deze rivier - en in het bijzonder zijn benedenloop - uitermate geschikt voor bestudering van de invloeden van die regulering. Die regulering bestaat onder meer uit dammen en stuwmeren, kunstmatige oeverwallen (te vergelijken met de zomerdijken van onze grote rivieren), betonnen versterkingen van oevergedeelten die door erosie worden bedreigd, en een aantal 'doorsteken'; de vaarweg tussen opeenvolgende meanderbochten wordt daardoor verkort, wat economisch gunstig is voor het vrachtverkeer over de rivier.


FALSE-COLOUR OPNAME VAN DE MISSISSIPPI-DELTA VANUIT HET RUIMTEVEER ENDEAVOUR (1995)

De regulering heeft echter op veel plaatsen drastische veranderingen in het gedrag van de rivier teweeggebracht, met daaraan direct gekoppeld veranderingen in het transport van sediment. Beide aspecten hebben grote gevolgen voor de samenleving, onder meer ten aanzien van de bevaarbaarheid van de rivier en van de milieuwaarde van de riviervlakte. Daarmee kan de Mississippi als voorbeeld dienen voor de risico’s die menselijk ingrijpen in een complex natuurlijk systeem met zich meebrengt.

Zo blijkt de rol van de riviervlakte als zowel opvangbekken als toeleverancier van slib danig te zijn afgenomen, vooral doordat plaatsen waar van nature bij hoog water gemakkelijk een doorbraak door de (ter plaatse lage of zwakke) oeverwal kon optreden, nu zijn verhoogd en/of verstevigd. De rivier blijft hierdoor zijn hoofdgeul volgen (die ook niet meer zo vrij kan meanderen als tevoren), waarbij in tijden van een grote hoeveelheid meegevoerd sediment - voornamelijk in de vorm van fijne zand- en slibdeeltjes in suspensie - geen slib buiten de oeverwallen kan worden afgezet. Op plaatsen in de geul waar de stroomsnelheid afneemt, worden daarom grotere hoeveelheden slib afgezet dan vroeger. Dat draagt ertoe bij dat zand- en modderbanken in de rivier sneller aangroeien. Omgekeerd kan de riviervlakte ook niet meer dienen als een bron van sediment, hetgeen vroeger wel frequent het geval was, namelijk bij een grote waterafvoer, die immers gepaard ging met snel stromend water.

Een van de gevolgen is dat de riviervlakte - die in de benedenloop in het algemeen 40-200 km breed is - zijn milieuwaarde (het gebied bestaat vooral uit kwetsbare 'wetlands') snel verliest. Naar schatting gaat nu ongeveer 100 km² per jaar aan 'wetlands' verloren. Er gaan daarom nu stemmen op om deze gebieden jaarlijks weer 'kunstmatig' te laten overstromen. Een ervaring om te overdenken bij alle huidige wilde plannen om de Nederlandse rivieren verder te reguleren.

Referenties:

• Kesel, R.H., 2003. Human modification of the sediment regime of the Lower Mississippi River flood plain. In: P.F. Hudson (ed.): Flood plains: environment and process. Geomorphology 56, p. 325-334.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Mississippi toont risico’s van rivier-regulatie' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (13 december 2003).

Afbeelding: de bron is NASA.

418 Uniek kijkje op onderzeese vulkaanuitbarsting Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Een onbedoeld maar niettemin spectaculair kijkje in de keuken van onderzeese vulkaanuitbarstingen. Dat was het gevolg van een instrument (met onder meer een drukmeter) dat op de zeebodem was geplaatst om de dynamica van de vulkanische processen te registreren, maar dat zelf door een onderzeese lavastroom werd overvallen. Dat gebeurde in het noordoostelijke deel van de Stille Oceaan.

Het incident vond plaats in 1998, bij een uitbarsting van de Axial, een onderzeese vulkaan op de Juan de Fuca Rug. Het registratieapparaat werd opgenomen in de bovenste korst van een lavastroom, en sloeg gegevens op over de vorming van 'lava pillars', holle, verticale pijpen (schoorstenen) van vast, basaltisch lava, die veel worden aangetroffen in ingestorte onderzeese lavamassa’s die voorkomen op midoceanische ruggen. Ze zijn vergelijkbaar met de 'lavabomen' die op continenten ontstaan wanneer een lavastroom over of door een bebost gebied stroomt. Het belangrijkste verschil is dat 'lava pillars' op regelmatige afstanden bedekt zijn met dunne, horizontale lavakorsten. In het geval waarom het hier gaat waren de 'lava pillars' zo’n 3-5 m hoog. Aan de onderzijde van deze korsten worden lavastalactieten aangetroffen, tot zo’n 5 cm lang. Deze geven aan dat er tijdelijk onder deze korsten holten met gassen hebben bestaan.

Over het ontstaan van de lava pillars was tot nu toe weinig of niets bekend, evenmin als over de tijd die met hun vorming is gemoeid. De in de lavakorst opgenomen drukmeter gaf daarover echter veel informatie. Het blijkt dat de lavastroom, die zich als een soort lob voorwaarts bewoog, waarbij gassen uit de aanzwellende lavamassa plaatselijk het 'dak' van de stroom eerst zo’n 3,5 m deden rijzen, en dat de lava zich daarna in zo’n 2,5 uur weer uit de gestolde 'huls' terugtrok. Dit houdt in dat ook de lava pillars binnen een tijdsbestek van hooguit enkele uren moeten zijn gevormd. Dat komt overeen met de tijdsduur waarin lavabomen op het land ontstaan.

De snelheid waarmee gassen een gang omhoog wisten te forceren bedroeg maximaal 1,2 cm per seconde, en de gemiddelde snelheid waarin de lava zich terugtrok was 0,058 cm per seconde. De zijkanten van de lava pillars waren maximaal zo’n 10 cm dik, en de dunne, horizontale korsten waren gemiddeld 1,4 cm dik, met onderlinge afstanden van 4,0 cm. Op basis van de gemeten snelheid waarmee de lava zich terugtrok, kan worden berekend dat deze horizontale korsten ongeveer 24 seconden met de lava in contact hebben gestaan; dat sluit goed aan bij theoretische gegevens over de snelheid van afkoeling.

Referenties:

• Chadwick Jr., W.W., 2003. Quantitative constraints on the growth of submarine lava pillars from a monitoring instrument that was caught in a lava flow. Journal of Geophysical Research 108 (B11), doi 10.1029/2003JB002422, p. ECV 2-1 -ECV 2-14.

419 Geofysica helpt bij opsporing van lawineslachtoffers Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Ground-penetrating radar (GPR), een geofysische methode die onder meer wordt toegepast om begraven voorwerpen (bijv. vaten met gifstoffen, of bommen in een rivierbedding) op te sporen, blijkt een goed hulpmiddel om mensen op te sporen die door een sneeuwlawine zijn bedolven. Dat bleek bij twee niet-geplande praktijkproeven. In het eerste geval ging het om een groep Noorse onderzoekers op Spitsbergen, waarvan twee leden die met snowmobiles onderweg waren niet op tijd in het onderzoekstation terugkeerden, en die een gebied moesten passeren waar veel lawines optraden. In het tweede geval ging het om een groep van vijf Noorse skiërs in de omgeving van Chamonix, die een lawine hadden veroorzaakt waardoor ze zelf bedolven werden, nadat ze zich buiten de piste hadden gewaagd.


SNEEUWLAWINE

Er waren geen getuigen van het ongeval op Spitsbergen, waar het sneeuwde en een harde wind stond toen besloten werd het vermiste tweetal te gaan zoeken. Vanwege de duisternis werd het gebied waar de twee slachtoffers onder een lawine waren bedolven echter pas de volgende avond, meer dan 24 uur na het ongeluk, getraceerd: het spoor van de snowmobiles hield plotseling op bij een verse lawine en kwam daar aan de andere kant niet meer uit te voorschijn. Het GPR-onderzoek dat vervolgens plaatsvond, besloeg een oppervlakte van zo’n 150.000 m2, in een pakket lawinesneeuw van gemiddeld 8 m dik. De slechte omstandigheden en de voor dit doel niet geschikte apparatuur bemoeilijkten het onderzoek aanzienlijk. De twee slachtoffers werden niettemin gevonden onder 3,5 m sneeuw, zij het 2, resp. 3 dagen nadat ze bedolven waren geraakt.

In het tweede geval, bij Chamonix, hadden vier van de vijf skiërs een apparaatje bij zich waarmee hun positie kon worden bepaald. Het gebied waar ze door de lawine waren bedolven, was slechts zo’n 30.000-35.000 m2 groot en werd binnen 45 minuten getraceerd; een van de personen was overleden toen hij werd gevonden, een tweede stierf een maand later alsnog aan zijn verwondingen, en twee anderen werden zonder grote verwondingen uit de sneeuw bevrijd. De vijfde persoon kon, doordat het sneeuwpakket van de lawine 10 m dik was, niet met klassieke middelen (stokken, honden) worden gevonden. Om hem alsnog op te sporen riep het Rode Kruis van Chamonix de hulp in van het GPR-onderzoeksteam dat enkele dagen eerder op Spitsbergen succesvol was geweest. Een en ander kostte weliswaar tijd, maar het team wist het overleden slachtoffer snel te traceren (op 4,5 m diepte).

In geen van beide gevallen werden levens gered door het gebruik van GPR. Daarvoor kwam de inzet daarvan te laat. Bovendien was de apparatuur die gebruikt werd, niet echt geschikt: het was log, zwaar (ca. 80 kg) en moeilijk te vervoeren, zeker op besneeuwde, steile hellingen. De uitvoering van de apparatuur, die ontworpen was voor wetenschappelijk onderzoek, maakte het karwei bovendien tijdrovend. Niettemin zijn de onderzoekers optimistisch over de mogelijkheid om GPR in de toekomst te gebruiken voor het tijdig opsporen van mensen die door een lawine bedolven zijn geraakt. Proeven met opzettelijk 'ingegraven' personen op Spitsbergen en bij Chamonix tonen aan dat de techniek goed werkt. Er zal voor succesvolle toepassing in ongevalsituaties echter een versie moeten worden ontwikkeld die gemakkelijker te hanteren is onder moeilijke terrein- en weersomstandigheden, die lichter is (de apparatuur weegt nu ca. 80 kg). Ook de ontwikkeling van apparatuur die op afstand kan worden bediend zou de kans om slachtoffers nog levend onder de sneeuw vandaan te halen, aanzienlijk kunnen vergroten.

Referenties:

• Instanes, A., Lønne, I. & Sandakker, K., 2003. Location of avalanche victims with ground-penetrating radar. Cold Regions Science & Technology 38, p. 55-61.

N.B.: een iets afwijkende vorm van dit bericht werd onder de titel 'Lawineslachtoffers gevonden via geofysische opsporing' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap en Onderwijs' van NRC Handelsblad (3 januari 2004).

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl