NGV-Geonieuws 68

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift

• 445 K/T-grens niet alleen gekenmerkt door iridium maar ook door paddestoelen
• 446 Nieuw inzicht in ondergang van Minoïsche beschaving
• 447 El Niño van 350.000 jaar geleden terug te vinden in koralen
• 448 Veel en snelle zeespiegelfluctuaties door polaire ijskappen in warm Laat-Krijt
• 449 Reusachtige dino gevonden in Spanje

  << Vorige uitgave: 67 | Volgende uitgave: 69 >>

445 K/T-grens niet alleen gekenmerkt door iridium maar ook door paddestoelen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Bij de inslag van een grote bolide, 65 miljoen jaar geleden, kwam uit het verdampende hemellichaam een grote hoeveelheid iridium vrij, dat - samen met veel ander stof - tijden door de atmosfeer circuleerde en tenslotte weer op aarde terugviel. Dat iridiumrijke laagje markeert de grens tussen Krijt en Tertiair (K/T-grens), die al eerder als een belangrijke geologische grens was aangemerkt op grond van de plotselinge verandering van fauna en flora. Zo wordt de flora uit het Laat-Krijt gekenmerkt door een grote verscheidenheid aan pollen, wat wijst op een sterk gevarieerde flora. Het Vroeg-Paleoceen (het begin van het Tertiair) wordt daarentegen gekenmerkt door een vegetatie die voornamelijk uit een gering aantal soorten varens bestond.


SPOREN EN MYCELIUM VAN PADDESTOELEN OP DE K/T-GRENS (MOODY CREEK MIJN, NIEUW-ZEELAND)

Tussen de gevarieerde Laat-Krijt flora en de weinig gedifferentieerde Vroeg-Paleocene varenflora in blijkt in een sectie in Nieuw-Zeeland echter een piek te bestaan in het voorkomen van een andere plantengroep: paddestoelen. Het niveau van die piek blijkt samen te vallen met de relatief hoge (ca. 4 ppb) concentratie van iridium, en vertegenwoordigt dus de K/T-grens. Dit grensniveau bevindt zich in een 10 cm dikke koollaag, in een pakket waarin meer (op het land gevormde) koollagen voorkomen. Tussen deze koollagen bevinden zich mudstones (tot steen verharde sedimenten van zandige klei). Zowel in de kool als in de mudstones komen dunne (3-5 mm) bandjes voor; de onderzoekers onderzochten die bandjes in een traject van 20 cm, van onder de K/T-grens tot daarboven. Daarbij analyseerden ze de hoeveelheden chemische elementen, en bekeken ze ook de restanten van de vroegere flora.

De onderste 8 cm van de kool op de K/T-grens bevat pollen en sporen uit het Laat-Krijt; er kunnen ongeveer 80 groepen coniferen, varens en bloeiende planten worden onderscheiden die kenmerkend zijn voor bossen met een gematigd klimaat. Het hierop volgende niveau van ca. 4 mm dik bevat alleen de sporen (en wat andere fragmenten) van paddestoelen. Daarboven worden alleen soortarme flora’s aangetroffen die gedomineerd worden door varens. Het gaat hierbij niet om een toevallige samenloop van omstandigheden, want in een andere sectie vonden de onderzoekers precies hetzelfde beeld.

Het 'paddestoelniveau' wijst op een vrijwel geheel wegvallen van op fotosynthese gebaseerde vegetatie. De aangetroffen soorten paddestoelen wijzen volgens de onderzoekers op een dramatische toename van geschikte voedingsbodems voor organismen (zoals paddestoelen en andere schimmels) die niet van fotosynthese afhankelijk zijn. Die plotseling zo rijk voorhanden zijnde voedingsbodems moeten uiteraard hebben bestaan uit het afgestorven vegetatiedek; dat volledige afsterven moet worden toegeschreven aan de hogere luchtvochtigheid en de afgenomen hoeveelheid ontvangen zonnestraling die het gevolg was van de grote hoeveelheden zwavelhoudende aerosolen en stof in de atmosfeer na de inslag.

De grote opbloei van paddestoelen heeft waarschijnlijk slechts enkele jaren geduurd. Dat blijkt uit het feit dat de varens alweer tot bloei kwamen terwijl er nog steeds veel iridium dat verspreid was in de atmosfeer op aarde terechtkwam. De onderzoekers wijzen erop dat op de grens tussen Perm en Trias, waar een nog grotere massauitsterving optrad, ook een plotselinge piek in paddestoelen of algen lijkt te zijn opgetreden. Dat optreden lijkt dus een 'normale' reactie van het leven op aarde nadat het bestaande ecosysteem volledig is ontwricht en in elkaar gestort.

Referenties:

• Vajda, V. & McLloughlin, S., 2004. Fungal proliferation at the Cretaceous-Tertiary boundary. Science 303, p. 1489.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Vivi Vajda, GeoBiosphere Science Centre, Lund University, Lund (Zweden).

446 Nieuw inzicht in ondergang van Minoïsche beschaving Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Waarschijnlijk is de klassieke Minoïsche beschaving op Kreta waarschijnlijk niet - zoals in de laatste jaren werd verondersteld - aan zijn eind gekomen door een enorme vloedgolf, maar door twee verwoestende aardbevingen. Die aardbevingen moeten rond 1700 en 1450 v.Chr. zijn opgetreden, en ze hadden intensiteiten van IX tot X van de schaal van Richter. Aardbevingen met een intensiteit van IX zijn verwoestend, en er raken veel gebouwen zwaar beschadigd. Bij intensiteit X is sprake van een vernietigende aardbeving waarbij grondverplaatsingen optreden en waarbij in Nederland aanzienlijke schade aan dammen en dijken zou optreden. Dergelijke aardbevingen treden statisch gezien eenmaal per 10-100 jaar op, gerekend over de hele wereld.


DE SPILI-BREUK DIE HET LANDSCHAP OP KRETA NOG STEEDS IN HOGE MATE BEPAALT

Gebouwen uit de Minoïsche periode vertonen schade waaruit de twee aardbevingen zijn gereconstrueerd. Het gaat daarbij om bekende archeologische plaatsen, Phaistos en Agia Triada. Op beide plaatsen zijn ondermeer paleisachtige gebouwen door de aardbevingen verwoest. De karakteristieken van de schade wijzen op een beving die een oost-west lopende breuk zou moeten hebben veroorzaakt. Onderzoek in aangrenzende gebieden leverde inderdaad het bewijs op voor het bestaan van twee grote breuken (de Spili- en de Agia Galini-breuk), waarlangs het ene pakket zo’n 8-10 m is afgegleden van het andere. De breuken zijn over een lengte van zo’n 50 km nog steeds goed zichtbaar als steile wanden (zie foto) die de topografie van het landschap in aanzienlijke mate bepalen. Uiteraard kan niet worden bewezen dat juist deze breuken zijn veroorzaakt bij de aardbevingen van 1700 en 1450 v.Chr., maar ze vertonen wel alle mogelijke kenmerken die dat aannemelijk maken. Er zijn geen andere breuken van een dergelijke omvang aangetroffen die zouden kunnen samenhangen met de verwoesting van de nederzettingen van Phaistos en Agia Triada.

Rek in de aardkorst ter plaatse (in noordoost-zuidwest richting) die ook in de laatste 50 jaar tot - overigens veel kleinere - aardbevingen heeft geleid, moet tot de breukvorming hebben geleid. Het reksysteem is een gevolg van de wijze waarop de Afrikaanse lithosfeerschol onder de Aegeïsche Zee onder de Europees/Aziatische schol wegduikt bij de voortgaande verschuiving van het Afrikaanse continent in noordwaartse richting.

Deze duidelijke aanwijzingen voor twee grote aardbevingen die de Minoïsche beschaving hebben getroffen, zouden ook een verklaring geven voor zaken die bij vroegere verklaringen voor het verval van deze beschaving wat duister bleven. Zo was onduidelijk waarom na de grote vloedgolf omstreeks 1700 v.Chr. (die een gevolg was van een explosief instorten van een vulkaan op het Griekse eiland Thera) niet alle gebouwen op min of meer gelijke wijze waren verwoest. Datzelfde geldt voor hypotheses dat de verwoesting te wijten zou zijn geweest aan invallen. Dat de vloedgolf van 1700 v.Chr. grote verwoestingen heeft aangebracht, is zeer waarschijnlijk. Om de uitzonderlijke Minoïsche beschaving geheel te gronde te richten waren echter twee extreem grote aardbevingen (en waarschijnlijk een reeks van kleinere) nodig.

Referenties:

• Monaco, C. & Tortorici, L., 2004. Faulting and effects of earthquakes on Minoan archaeological sites in Crete (Greece). Tectonophysics 382, p. 103-116.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Minoïsche beschaving ging ten onder in twee aardbevingen' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (17 april 2004).

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Carmelo Monaco, Dipartimento di Scienze Geologiche, Università di Catania, Catania (Italië).

447 El Niño van 350.000 jaar geleden terug te vinden in koralen Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

De 'jaarringen' in fossiele koralen uit het tropische deel van de Stille Oceaan blijken karakteristieken te vertonen op basis waarvan het mogelijk is om de veranderingen in de temperatuur van het zeewater te reconstrueren; daaruit komt naar voren dat El Niño ook al zo’n 350.000 jaar geleden een regelmatig terugkerend fenomeen was.


KORAAL VOOR HET EILAND BOKISSA (VANUATU) © JANSKIPWORTH.COM

Recente koralen (o.a. Porites lobata) bij Vanuatu reflecteren de met El Niño samenhangende temperatuurfluctuaties in veranderende verhoudingen tussen de zuurstofisotopen O-16 en O-18, en eveneens in de verhouding tussen de concentraties strontium en calcium. Gelijke karakteristieken zijn terug te vinden in fossielen koralen uit hetzelfde gebied. Natuurlijk hangen niet alle temperatuurschommelingen met El Niño samen: er zijn immers ook seizoengebonden fluctuaties. Zelfs deze zijn in de Sr/Ca-verhouding terug te vinden, waarbij de fluctuaties identiek zijn voor de recente en de fossiele koralen. De variaties in de O18/O16-verhouding daarentegen zijn geringer in fossiele koralen van 374.000-335.000 jaar oud dan in de recente. De voor de fossiele koralen gevonden waarden moeten het gevolg zijn van een zuidwaartse verplaatsing van de 'South Pacific Converge Zone' (gedurende de toenmalige zomers op het noordelijk halfrond) die minder ver ging dan tegenwoordig.

Uit modelberekeningen blijkt dat de gevonden karakteristieken resulteren uit een oppervlaktetemperatuur van het oceaanwater die ongeveer 2 °C lager was dan nu. Een vergelijkbare temperatuurdaling was eerder al verondersteld op basis van de toenmalige (lagere) zeespiegelstand, veroorzaakt doordat water tijdens een ijstijd was opgeslagen in de vorm van landijskappen. Deze overeenkomst geeft aan dat de fossiele koralen betrouwbare indicaties opleveren met betrekking tot vroegere zeewatertemperaturen, en daarmee het vroegere klimaat.

Het onderzoek had een nog veel interessanter tweede aspect. De nauwkeurigheid in tijd waarmee de veranderingen in de watertemperatuur uit de koraalopbouw kunnen worden bepaald is zo groot dat het mogelijk is om er min of meer cyclische ontwikkelingen uit te destilleren. Zo blijken er cycli voor te komen die sterk overeenkomen met die welke nu als El Niño (of ENSO: El Niño Southern Oscillation) worden beschreven, en die op vrijwel gelijke wijze in recente koralen zijn terug te vinden; het belangrijkste verschil is dat de gereconstrueerde 'fossiele El Niño’s' een wat minder uitgesproken karakter hebben dan de huidige. De oudste die de onderzoekers aantroffen had verder niettemin de typische El Niño kenmerken: een temperatuur-anomalie die 16 maanden duurde, een verhoogde Sr/Ca-verhouding die een daarvoor geldende drempelwaarde in juni van het tweede jaar overschreed en die doorging tot eind september van jaar 3 (met een tussentijds dipje van vier maanden). De O18/O16-verhouding nam in september van het tweede jaar toe en bleef een anomale waarde houden tot september van het derde jaar. De maximale temperatuurdaling van het oppervlaktewater bedroeg 1,8 °C. De volgende El Niño had een duur van 17 maanden en vertoonde vergelijkbare karakteristieken.

De studie wijst niet alleen uit dat klimatologisch belangrijke gegevens nauwkeurig bewaard blijven over periodes van ten minste honderdduizenden jaren, maar ook dat El Niño’s niet - zoals tot nu toe gedacht - beperkt waren tot interglacialen, maar ook tijdens ijstijden voorkwamen.

Referenties:

• Kilbourne, K.H. & Quinn, T.M., 2004. A fossil perspective on western tropical Pacific climate ~350 ka. Paleoceanography 19 (1), DOI:10.1029/2003PA000944, 14 pp.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Ian Skipworth, Auckland (Nieuw Zeeland).

448 Veel en snelle zeespiegelfluctuaties door polaire ijskappen in warm Laat-Krijt Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Amerikaanse onderzoekers hebben de zeespiegelfluctuaties voor het Laat-Krijt gereconstrueerd voor het gebied langs de kust van New Jersey (Verenigde Staten). Ze deden dat op basis van boorkernen die in het kader van het Ocean Drilling Program (ODP) werden opgehaald. In de boorkernen dateerden ze de afzonderlijke laagjes van 11-14 opeenvolgingen door isotopen-analyses van strontium te integreren met biostratigrafische gegevens. Met deze methoden konden verschillen in ouderdom van ongeveer 500.000 jaar worden behaald.


DE KUSTVLAKTE VAN NEW JERSEY

Vervolgens bepaalden de onderzoekers de veranderingen van het milieu waarin de opeenvolgende laagjes werden afgezet op basis van veranderingen in de lithologie en de aanwezige fossielen. Daarbij bleek dat er in grote lijnen sprake was van een afnemende diepte. Dat was echter geen regelmatig proces: gedurende het Laat-Krijt (waarin de temperatuur zo hoog was dat van een broeikasomgeving kan woorden gesproken) fluctueerde de zeespiegel vaak meer dan 25 m. Opvallend daarbij is dat dat ook vaak (geologisch gezien) heel snel gebeurde: in minder dan een miljoen jaar.

Bij zeespiegelfluctuaties zoals die worden vastgesteld op een bepaalde plaats op basis van veranderende waterdiepte, spelen regionale factoren altijd een rol. Het kan daarbij gaan om bijv. een dalend bekken, om inzakking onder het gewicht van aangevoerd sediment, of om compactie. In het geval van New Jersey bleken de fluctuaties echter in hoge mate overeen te stemmen met gegevens die eerder waren vastgesteld in onder meer noordwest Europa en op het Russische platform. Dat wijst dus op wereldwijde zeespiegelfluctuaties. Dat is des te waarschijnlijker omdat er bij New Jersey geen aanwijzingen zijn dat het gebied destijds door tektonische processen werd beïnvloed.

Een van de weinige processen die wereldwijd tot zeespiegelfluctuaties aanleiding kunnen geven zijn de vorming en afsmelting van grote landijskappen. De onderzoekers menen dat ook in het warme Laat-Krijt ijskappen voor de zeespiegelfluctuaties verantwoordelijk moeten worden gehouden, omdat dat overeenkomt met afwijkende verhoudingen tussen de zuurstofisotopen O-16 en O-18 in de schaaltjes van foraminiferen. Omdat grote ijskappen in het warme Laat-Krijt op het eerste gezicht onwaarschijnlijk zijn, hebben de onderzoekers de fameuze curve van Milankovitch voor het Laat-Krijt geanalyseerd, en de daaruit voortkomende klimaatgegevens ingebracht in bestaande modellen voor landijskappen. Daarbij bleek dat er op Antarctica betrekkelijk kleine (5-10 miljoen kubieke kilometer) en discontinue ijskappen kunnen zijn gevormd, waarvan het optreden samenvalt met de uit de boringen gereconstrueerde zeespiegeldalingen.

Referenties:

• Miller, K.G., Sugarman, P.J., Browning, J.V., Kominz, M.A., Olsson, R.K., Feigenson, M.D. & Hernández, J.C., 2004. Upper Cretaceous sequences and sea-level history, New Jersey coastal plain. Geological Society of America Bulletin, 116, p. 368-393.

449 Reusachtige dino gevonden in Spanje Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

In de Spaanse provincie Teruel, op de locatie Barrihonda nabij het dorp Riodeva, zijn de botten gevonden van een reusachtige dinosauriër. Dit gebied is bekend vanwege de talrijke dinosauriërresten die er recent op 17 locaties zijn aangetroffen. Bij het nu gevonden exemplaar gaat het waarschijnlijk om een nieuwe soort, die nog moet worden beschreven. Nog niet alle botten zijn volledig uitgeprepareerd, maar duidelijk is inmiddels dat het een plantenetende soort moet zijn geweest, hoewel het dier ook enorme klauwen (van 30-35 cm) had.


BLOOTLEGGING VAN ENKELE REUSACHTIGE BOTTEN

Met zijn kolossale afmetingen is het de grootste sauriër die tot nu toe uit Europa bekend is. Een blootgelegd opperarmbeen is 1,78 m lang, en op grond van de nu beschikbare materialen schatten wetenschappers dat het dier zo’n 35 m lang moet zijn geweest en zo’n 50.000 kg zwaar; dat is hetzelfde gewicht dat wordt geschat voor de grootste dino (Argentinosaurus) die ooit werd gevonden (uiteraard in Argentinië); het opperarmbeen van het gevonden exemplaar van Argentinosaurus is 1,81 m lang.

Het nu aangetroffen dier leefde waarschijnlijk 130-110 miljoen jaar geleden. De precieze ouderdom is nog niet duidelijk: het komt uit continentale, roodgekleurde zandstenen ('redbeds') die over Laat-Jurassische mariene gesteenten liggen. Daarom wordt er vooralsnog een allerjongste Laat-Jura (Tithonien-Berriasien) tot Vroeg-Krijt (Barremien) ouderdom aan gegeven. Het moedergesteente van de reuzendino is waarschijnlijk dezelfde formatie als waarin eerder stegosauriërs (Dacentrurus) en een andere sauropode (Losillasaurus) werden aangetroffen. Ook deze soorten hadden zeer grote afmetingen

Het ontdekte skelet is grotendeels compleet, al werd het in veel fragmenten gevonden. Mede daardoor is aan de opgraving al meer dan anderhalf jaar werk besteed. Doordat weinig botten ontbreken, is het dier niet alleen vanwege zijn enorme grootte interessant, maar levert het ook wetenschappelijk veel informatie op.

Referenties:

• Anonymus, 2004. Aparece en Riodeva (Teruel) el húmero más grande de los dinosaurios europeos. Website Paleontología Hispana (www.paleontologia-=hispana.com), geraadpleegd 10 April 2004.
  
• Holden, C. (ed.), 2004. Big Spanish dino. Science 303, p. 1972.
  
• Ruiz-Ormeñaca, 2004. Giant Spanish sauropod. Website Cleveland Museum of Natural History (www.cmnh.org/dinioarch/2004Mar/msg00098.html), geraadpleegd 10 april 2004.

Foto welwillend ter beschikking gesteld door Luis Alcala, Fundación Conjunto Paleontológico de Teruel - Dinópolis (Spanje).

Copyright © NGV 1999-2010
webmaster@geologischevereniging.nl