OMGEVINGSWETENSCHAPPEN
DEEL I
LES 1 GENESE VAN DE CRITICAL ZONE A
1.0 Wat is de ‘kritische zone’
=”… de heterogene, ondiepe omgeving waarin complexe interacties tss gesteente, bodem,
water, lucht en levende organismen de natuurlijke habitat
reguleren en de beschikbaarheid v levensondersteunende
bronnen bepalen.”
= zone v systeem aarde waarbij een heel rechtstreekse
interactie is tss de atmosfeer, biosfeer, pesosfeer met
bodem, lithologie en hydrologie (hydrosfeer)
→ van de top vh bladerdek tot de onderkant vd
watervoerende laag (aquifer)
-processen id kritische zone:
Vb: zijn bepaalde processen een natuurlijke
reactie of komt dit door invloed vd mens?
1.1 Omgevingsonderzoek en tijdsdiepte
1.1.1 proxies voor vroegere omgevingsvariaties
• Chronologie
-radiometrisch:
---radiokoolstofdatering: 14C datering, gebaseerd op
verval van koolstofisotopen, koolstof wordt opgenomen
zolang een organisme leeft en C-gehalte blijft ong constant, na dood wordt 14C
volgens vast patroon omgezet naar 14N, op basis v verschil normaal gehalte 14C en
gehalte van dood organisme ouderdom bepalen
→ moeilijkheid: hvlheid C in atmosfeer varieert doorheen de tijd, zonder kalibratie
kan Cgehalte onderschat of overschat worden; gekalibreerde data wordt uitgedrukt in
BP (jaren voor 1950)
1
, -incrementeel: gebaseerd op natuurlijke cycli
---dendrochronologie, varven,…
-age-equivalent: ‘markers’ die duidelijk van een bepaalde tijd zijn gaan registreren en
als deze ergens anders worden teruggevonden dit gaan linken met dit tijdperk
---paleomagnetisme, tefra (vulkaanas), vb radio-isotopen v Tsjernobyl
• Ecologie
-palyonologie of pollenanalyse: stuifmeelpollen bewaard in stratigrafische lagen
worden gebruikt als proxy voor het type en verscheidenheid v vegetatie vd
bemonsterde periode
---reconstructie v vegetatie evolutie in bepaald gebied
---nadeel: kan oxideren
-plantenresten: macroresten (afdrukken, pitten…), antracologie (houtskool, bewaard
zeer goed)
-terrestrische fauna: landslakken, dansmuggen
---organismen die zeer gevoelig zijn aan T → obv voorkomen T-reconstructies maken
-onderwaterorganismen
• Geologie
-geomorfologie: geeft inzicht in landschapsvormende processen in vroegere
omgevingen
---erosie (door wind, water, ijs)
---morene-afzetting door ijs, morene= hoop ‘till’ (ongeconsolideerd steenpuin) die is
afgezet door gletsjer → dateren wnr gletsjer terug trok door morene te dateren
-sedimentologie/bodemkunde
---fijnkorrelig sediment: weinig energie nodig om dit te verplaatsen
---grofkorrelig sediment: meer energie nodig
---donkere/lichte lagen: koude en warme periodes
-stabiele isotopen!
---zuurstofisotopen onderzoek: vroeger ijs- en T-regimes reconstrueren door de
verhouding tss het zwaardere 18O en het lichtere 16O te gebruiken → water met zware
en water met lichte isotoop heeft invloed op hoe water zich gaat gedragen
In glaciale periode:
→ water met 16O-isotopen gaat sneller verdampen en verwijderd worden uit oceaan
→ 18O-gehalte in oceaan stijgt, zwaardere deeltjes zakken sneller naar beneden
→ tijdens transport worden 16O-isotopen het verst afgezet en tijdens ijstijd komen ze
gevangen in ijskappen
→ ijskappen bestaan vooral uit 16O-isotopen en diepzee uit 18O-isotopen
2
, In interglaciale (warme) periode:
→ omgekeerd, zware isotopen gaan sneller verdampen → veel zware
isotopen in ijs, lichte isotopen gaan uitregenen → meer lichte
isotopen in water
→ verhouding vergelijken met sample: boven sample is koude periode, onder sample
is warme periode
• Mens-omgeving interacties
-geo-archeologie: onderzoekt interactie tss mens en omgeving, met nadruk op hoe
sedimenten, bodems en geomorfologie inzicht geven in menselijke activiteit of hoe ze
menselijke activiteit beïnvloeden
-historisch onderzoek: vb exploitatiegegevens van middeleeuwse abdijen
1.2 Pleistocene omgevingsevoluties
1.2.0 tijdskader pleistoceen
1.2.1 glaciaal-interglaciaalcyclus
a) glacialen en interglacialen; stadialen en interstadialen
Dallen: koude periodes → veel 18O-isotopen
Pieken: warme periodes → weinig 18O-isotopen
-interglaciaal (tussenijstijd/’temperate state’)
---aanhoudende warme fases
---T max even hoog of hoger tijdens Holoceen
---afname landijs en zeespiegelstijging
-glaciaal (ijstijd/’cold stage’)
---aanhoudende koude fase
---sterke (globale) uitbreiding landijs (ijskappen
en gletsjers)
-tijdens ijstijd korter durende klimaatveranderingen:
---interstadiaal: korte warme fase (± 10 000 jaar), T max algemeen lager dan tijdens Holoceen
---stadiaal: korte koude fase (± 1000 jaar), lokale uitbreiding landijs
-MIS = marine oxygen isotope stages
---104 etages (MIS) doorheen het Quartair
---even MIS = glacialen
---oneven MIS = interglacialen
3
, b) cycli en oorzaken van glacialen
-2 cycli: 100 000 jarige cyclus en 41 000 jarige cyclus
-conditionele factoren: als deze condities zijn voldaan kan ijstijd ontstaan
• Platentektoniek
-positie vd landmassa nabij de polen: stimuleert ontwikkeling landijs
-invloed op oceaancirculatie: huidige thermohaliene circulatie sinds sluiten van
Panama opening → global conveyor belt
-vooral opwarming in onze regio’s
-aan polen koelt het af → water verdiept
en gaat duiken naar zuidpool waar het nog
verder afkoelt en dieper zakt → hierna
verder naar het Oosten
• CO2-gehalte vd atmosfeer: variaties id snelheid vd zeebodemspreiding beïnvloedt
hvlheid CO2 die id atmosfeer vrijkomt via vulkanen
• Stralingsintensiteit vd zon: variaties id zonneconstante
-sturende factoren: factoren die begin/einde ijstijd inluiden
---kleine cyclische variaties id baan vd aarde rond de zon die de insolatie bepalen
---Milankovitch-variabelen/ aardbaanparameters:
1) excentriciteit vd aardbaan: ellipsvormigheid naar
cirkelvormigheid
→ invloed seizoenen vergroten en verkleinen
→ periodiciteit: 100 000 jaar
2) scheefheid (obliquity) vd aardas
→ zorgt voor extra warme zomer en extra koude winter
samen met excentriciteit
→ periodiciteit: 41 000 jaar -> stuurt glaciaal-interglaciaal
aan
4