Wetenschap
Lokale Maasai-medewerkers leggen de geofoons neer, een cruciaal apparaat in seismische beeldvorming van het Olduvai-bekken. Krediet:Sherif Hanafy 2017
In de vredige graslanden van Noord-Tanzania, er ontstaat een razernij van onderzoek. Het Olduvai-gebied (van de Maasai-naam "Oldupai, " voor een inheemse vetplant) werd beroemd door de bevindingen van Keniaanse archeologen en paleoantropologen, Louis en Mary Leakey. Hun onderzoek, beginnend in de jaren vijftig, talloze fossiele mensachtigen ontdekt (de stam van mensapen, inclusief moderne mensen) en stenen werktuigen die wel twee miljoen jaar oud zijn en het gebied de bijnaam 'wieg van de mensheid' opleverden. Olduvai is sindsdien een knooppunt geworden voor diegenen die de oorsprong verkennen, en toekomst, van de mensheid.
paleoantropologen, echter, hebben hier niet langer de enige aanspraak. Een volledig beeld van de menselijke evolutie kan niet worden afgeleid uit fossielen alleen, maar vertrouwt op het begrijpen van hun omgevingscontext.
Hiertoe, een team van geofysici van KAUST voert cruciale onderzoeken uit naar de geologie van de site. Met behulp van de modernste technieken die zijn ontwikkeld voor olie-exploratie, Gerard Schuster, Sherif Hanafy en promovendus Kai Lu, met wetenschappers van de Indiana University, VS, en de Universiteit van Liverpool, VK, brengen de vorm en structuur van het gesteente van het Olduvai-bekken in kaart.
Dat is geen sinecure, want het bassin is zes kilometer breed en bijna een halve kilometer diep. Het bestaat uit een complex mengsel van sedimentair en vulkanisch gesteente, doorkruist door meerdere geologische breuken. Liggend in het hart van de Oost-Afrikaanse Rift Zone, waar de tektonische platen waaruit de aardkorst bestaat uit elkaar bewegen, Schuster legt uit dat het bassin, "evolueerde en verdiepte zich in de loop van de tijd toen het oude meer erboven uitbreidde, samengetrokken en zijdelings verschoven in de ruimte, gedeeltelijk veroorzaakt door een opeenvolging van uitbarstingen van naburige vulkanen."
De seismische veldploeg aan het werk in de Olduvai Gorge, waaronder Sherif Hanafy (blauw shirt, vierde van rechts) en Kai Lu (rood shirt, tweede van rechts). Krediet:Sherif Hanafy 2017
Geschiedenis herschrijven
Er worden twee complementaire experimentele benaderingen gebruikt:het boren van putten om fysieke 'kernen' van sediment te extraheren die gedurende miljoenen jaren zijn afgezet en de seismische beeldvormingsstudies van het KAUST-team. Samen, ze herschrijven de geologische geschiedenis van Olduvai.
De seismische experimenten zijn gebaseerd op een opmerkelijk eenvoudig uitgangspunt:een zwaar gewicht wordt herhaaldelijk op de grond geslagen, het creëren van trillingen die er doorheen reizen totdat ze worden gereflecteerd of gebroken (gebogen) terwijl ze van het ene materiaal naar het andere gaan (op dezelfde manier dat licht weerkaatst op een spiegel of buigt wanneer het in het water komt). Een reeks ontvangers (bekend als geofoons) wordt net onder de grond geplaatst om deze gereflecteerde en gebroken golven te volgen. Door de tijd te registreren die de golven nodig hebben om elk van de geofoons te bereiken, het team kan de snelheid berekenen waarmee ze hebben gereisd. Op een vergelijkbare manier als echografie, deze metingen zijn ingebouwd in een beeld van de ondergrondse geologie, inclusief de vorm en grootte van het bassin, en de locatie van begraven breuklijnen.
Complex en logistiek uitdagend, de methode is intrigerend voor de lokale bevolking, velen van hen zijn werkzaam op het project. Zoals Hanafy uitlegt, "ze zijn gewend om met paleoantropologen en geologen te werken, maar dit is de eerste keer dat ze met geofysici hebben samengewerkt." Het project heeft sommige jongeren geïnspireerd om een potentieel levensveranderende interesse in wetenschap te ontwikkelen - waarbij één zelfs naar KAUST reisde om te studeren.
De resultaten van dit onderzoek suggereren dat het Olduvai-bekken, ooit beschouwd als ondiep, is meer dan 400 meter diep, bijna twee keer zo diep als boorgaten konden doordringen. Dit geeft aan dat het gesteente langs het bassin ongeveer vier miljoen jaar oud kan zijn, en dat omgevingen die geschikt zijn voor mensachtigen even oud kunnen zijn:"veel ouder, " zegt Hanafy, "dan eerder geëxtrapoleerd van blootgestelde rotspartijen." De basislagen van het bassin waren waarschijnlijk afkomstig van nabijgelegen vulkanen, die de omgeving kunnen hebben beïnvloed, inclusief waterbeschikbaarheid, in het verre verleden. Dit zou op zijn beurt gevolgen hebben gehad voor vroege mensachtigen, die "water, een gunstig klimaat, bomen voor bescherming en open vlaktes om te foerageren, die allemaal werden verstrekt in Olduvai, " legt Hanafy uit.
Een nieuwe documentaire
In blijvende merken, een gevierde documentaire over dit werk, Ian Stanistreet van de Universiteit van Liverpool stelt dat seismische beeldvorming ons helpt de hele samenstelling van Olduvai te begrijpen:geologische, klimatologisch en anderszins. Het veranderende klimaat is in de loop van onze geschiedenis een uitdaging gebleken voor de mensheid:als we deze geschiedenis beter kunnen waarderen, we kunnen ertoe worden bewogen om ons traject te wijzigen. Als directeur van Lasting Marks, Sarah Schuster-Johnson, welsprekend uitlegt, "de toegewijde en gepassioneerde Olduvai-onderzoekers interpreteren zorgvuldig tekens uit een niet-ontcijferde geschiedenis, een geschiedenis die de weg vrijmaakte voor ons bestaan en onze toekomst op deze planeet."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com