Zeespiegelniveau bepalen tot 850 miljoen jaar terug
Onderzoekers van onder andere de Universiteit Utrecht hebben een nieuwe methode gevonden om het wereldwijde zeespiegelniveau ten gevolge van platentektoniek tot 850 miljoen jaar terug te bepalen. Tot voorheen kon dat ‘maar’ tot 250 miljoen jaar terug. Ze publiceerden hun resultaten in het vaktijdschrift Gondwana Research.
Bestuderen van sedimenten
Het bepalen van de zeespiegelveranderingen in het geologische verleden is van groot belang voor onder andere het begrip van land-zee-verdelingen en het opsporen van fossiele brandstoffen. Sinds de jaren zeventig worden mondiale zeespiegelveranderingen door de tijd geschat door sedimenten te bestuderen die op continentranden zijn afgezet, bijvoorbeeld in de Noordzee.
Een grote badkuip
“De wereldwijde oceaan is te vergelijken met een grote badkuip”, vertelt Douwe van der Meer, promovendus aan de Universiteit Utrecht en werkzaam bij Nexen Petroleum. “Als de badkuip ondieper wordt, zal het water hoger komen en het bad overstromen. En als er water op de continentranden is, wordt er sediment afgezet. ”
De laatste jaren werd echter steeds meer duidelijk dat alleen sedimenten bestuderen ontoereikend is, doordat verticale bewegingen van de aardkorst onder de continentranden net zo groot kunnen zijn als de mondiale zeespiegelveranderingen zelf.
Een nieuwe manier
Samen met aardwetenschappers van verschillende universiteiten bedacht Van der Meer een nieuwe manier om de zeespiegel te reconstrueren. Het zeespiegelniveau van miljoenen jaren terug bepalen kan door te kijken naar de gemiddelde ouderdom van oceaankorst. Jonge oceaankorst is lichter en maakt ondiepere oceanen dan zwaardere, oude oceaankorst. Aangezien de totale hoeveelheid water op aarde altijd ongeveer hetzelfde is geweest, zal de zeespiegel hoger zijn bij een jongere gemiddelde leeftijd van de mondiale oceaankorst.
Driedimensionale echo
Uit driedimensionale echo’s van de aarde kon Van der Meer, samen met onder andere collega-aardwetenschapper Douwe van Hinsbergen van de Universiteit Utrecht, afleiden hoeveel oceaankorst er door de geologische tijd heen de aardmantel in is gezonken ten gevolge van platentektoniek. Aangezien de aarde niet krimpt of uitzet, en het aardoppervlak constant blijft, bepaalt dat ook hoeveel oceaankorst er gevormd werd door de tijd.
Hoe dieper ze in de aarde keken, hoe verder ze konden terugrekenen. De mantel bevat echter geen duidelijke signalen van korst die langer dan 250 miljoen jaar geleden verdwenen is en dus kon het niveau van de zeespiegel in eerste instantie niet verder worden bepaald dan dat moment.
Tot wel 850 miljoen jaar terug
Samen met Franse en Nederlandse collega’s bedachten Van der Meer en Van Hinsbergen een nieuwe methode om de oceaankorstproductie niet tot 250 miljoen jaar, maar tot wel 850 miljoen jaar terug te kunnen berekenen. “De clou zit in de isotopen van het metaal strontium”, vertelt Van der Meer. “De verhouding tussen twee isotopen is vrijwel evenredig aan de productie van oceaankorst op ieder gegeven moment. Deze isotoopverhouding is tot ver terug in de tijd bepaald en daarmee konden we het zeespiegelniveau ten gevolge van platentektoniek berekenen.”
Publicatie
van der Meer, D.G., van den Berg van Saparoea, A.P.H., van Hinsbergen, D.J.J., van de Weg, R.M.B., Godderis, Y., Le Hir, G., Donnadieu, Y., Reconstructing First-Order Changes in Sea level during the Phanerozoic and Neoproterozoic Using Strontium Isotopes, Gondwana Research