science >> Wetenschap >  >> Natuur

Op een afgelegen eiland, een verloren deel van de wereld is gevonden

Op het vulkanische eiland Anjouan in de Indische Oceaan, wetenschappers onderzoeken verspreide stukjes kwartsiet, een lichtgekleurde rots die blijkbaar gevormd is op een nu ver weg gelegen continent. Zijn aanwezigheid hier tart de conventionele geologische theorie. Hier, een nieuw ontdekte kei groeit uit een beboste bergrug. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Op een afgelegen tropisch eiland in de Indische Oceaan ligt een geologisch raadsel. Zo'n 4 miljoen jaar geleden, vulkaanuitbarstingen op de zeebodem stapelden lava bijna twee mijl omhoog, totdat het boven de golven uitbrak. Daarna stapelde het zich op, om te vormen wat nu de steile, dichtbegroeid eiland Anjouan. Zoals alle eilanden die op deze manier zijn gevormd (denk aan Hawaï) is Anjouan 100 procent donker vulkanisch basalt. Behalve het deel dat dat niet is. Dat deel - een massa puur wit kwartsiet, schijnbare overblijfselen van een rivier- of strandafzetting gevormd op een afgelegen, continent van lang geleden - hoort daar niet te zijn.

Cornelia klasse, een geochemicus aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, was gekomen om uit te zoeken hoeveel van deze vreemde rots hier is en hoe het is aangekomen. Volgens de heersende theorie van platentektoniek, oceaanbodems zijn puur vulkanisch, gemaakt van basaltlava die uit spleten onder water spuit. Eilanden zoals Anjouan (en Hawaï) vormen zich wanneer meer magma ergens door de reeds gevormde oceaanbodem heen slaat. Continenten, anderzijds, apart zitten van de oceaanbodems; ze zijn over het algemeen gemaakt van veel ouder, complexe mengsels van stollingsgesteenten, sedimentaire en metamorfe gesteenten. Over grote tijdspannes, continenten kunnen zich verplaatsen, opsplitsen en opnieuw combineren; af en toe laten ze gestrande fragmenten achter die op verschillende manieren eilanden of microcontinenten kunnen worden genoemd; Madagascar, ooit een deel van Oost-Afrika, is zo'n fragment.

Anjouan staat alleen - het enige eiland ter wereld gevormd door vulkanisme dat ook een intact stuk continent bevat. "Dit is in strijd met platentektoniek, ' zei Klasse. 'Kwartsietlichamen horen niet thuis op vulkanische eilanden.'

Anjouan, ook bekend als Nduzwani, behoort tot de Comoren, een kleine natie-archipel die dichtbij de evenaar ligt tussen Oost-Afrika en Madagaskar. Bevolkt door volkeren van het Afrikaanse vasteland, het Midden-Oosten, Zuid Azie, Indonesië en Perzië, later gekoloniseerd door Frankrijk, het is een cultureel kruispunt. Elk eiland heeft zijn eigen dialect, met elementen van het Frans, Arabisch en Swahili. de islam domineert, maar vermengd met verschillende eilandtradities. De rijke vulkanische bodems leveren grote hoeveelheden kruidnagel, vanille en ylang ylang bloemen, een centraal ingrediënt in veel dure parfums. Mooie geuren doordringen vaak de lucht, maar er lijkt niet veel geld uit de export te sijpelen; dit is een van de armste landen ter wereld, en de meeste mensen blijven zelfvoorzienende boeren. Verder, Anjouan wordt gedomineerd door het veel grotere eiland Grande Comore, en is het toneel geweest van herhaalde opstanden - de meest recente in oktober 2018, toen zes dagen van beschietingen en explosies een onbekend aantal mensen in de hoofdstad Mutsamudu doodden voordat regeringstroepen de controle terugnamen.

Er is bijna nergens een directe route naar Anjouan, en weinig faciliteiten voor bezoekers. Via e-mail, vulkanoloog Hamidi Soulé van het Nationaal Centrum voor Documentatie en Wetenschappelijk Onderzoek van de Comoren (CNDRS), aangeboden om samen te werken, en logistiek geregeld. Vanuit New York, het kostte Class en haar collega Lamont-geochemicus Steven Goldstein drie en een halve dag om de Anjouan-site te bereiken. Onderweg, ze haalden Christophe Hemond van de Franse Universiteit van West Bretagne op, en mezelf. Voor de les, Goldstein en Hemond, het was een soort reünie. In 1991, terwijl ze allemaal aan het Max Planck Instituut in Duitsland ze hadden een seizoen lang vulkanisme op de Comoren bestudeerd. Ze hadden altijd al terug willen komen naar dit exotische, prachtige plek.

Kwartsiet begint als een soort van de sedimentair gesteente zandsteen, gemaakt van zuivere kwartszandkorrels verzameld in een rivierdelta. Wanneer verder begraven en samengedrukt, de korrels smelten samen, metamorfoseren tot extreem harde, dicht kwartsiet. De rots had zich niet op Anjouan kunnen vormen, omdat het basalt dat het eiland heeft gevormd geen kwarts bevat. Zelfs als dat zo was, Het terrein van Anjouan is te jong en te steil om ooit een grote rivierdelta te hebben gevormd; zijn stromen stromen door kloven langs de steile hellingen naar zijn geplaveide kusten.

Geologen meldden dat ze in de Comoren al in 1900 ongebruikelijke rotsen zagen die mogelijk van kwartsiet waren, maar deze waren klein en niet goed gedocumenteerd. 1969, Britse geologen rapporteerden een vorming van wat zij zandsteen noemden, bestaande uit een kleine heuvel van ongeveer 250 meter aan elke kant, in de buurt van het gehucht Tsembehou in Anjouan. 1980, Franse geologen brachten het in meer detail in kaart, beschrijft het als kwartsiet. In 1991, Klas, Goldstein en Hemond merkten de formatie op, maar hadden het te druk met het bestuderen van de vulkanische rotsen om er veel aandacht aan te besteden. Toen in 2017, De Franse geoloog Patrique Bachèlery van de Universiteit van Clermont Auvergne zag wat volgens hem een ​​ander stukje van hetzelfde spul was op een nabijgelegen bergkam. De klas was geïntrigeerd. Gewapend met de oude gegevens, Bachèlery's nieuwe handgetekende kaart, en een subsidie ​​van de National Geographic Society, ze was erop uit om te bepalen hoe groot deze formatie was. Het doel van het team was om monsters op te graven voor latere chemische analyse waarvan ze hoopten dat ze aanwijzingen zouden geven over de ouderdom van de afzetting. oorsprong en geschiedenis.

Het kwartsiet is vrijwel zeker heel oud. Ongeveer 800 miljoen jaar geleden begonnen, een supercontinent dat geologen Gondwanaland noemen gevormd, uit tektonische platen die nu Zuid-Amerika omvatten, Afrika, Indië, Australië en Antarctica. Het begon ongeveer 180 miljoen jaar geleden uiteen te vallen, en van ongeveer 165 miljoen tot 130 miljoen jaar geleden, Madagaskar afgesplitst van Oost-Afrika, vormt het oceaanbekken waar de Comoren liggen. Eindelijk, Anjouan dook ongeveer 4 miljoen jaar geleden op in het bassin. De vulkaan die Anjouan heeft gevormd is nu uitgestorven, maar er vinden nog steeds uitbarstingen plaats op Grande Comore, en gerommel in 2018 op de zeebodem bij het zustereiland Mayotte suggereren dat er nog steeds magma ergens beneden klotst. Gezien de ligging van de Comoren tussen Afrika en Madagaskar, de kwartsieten kwamen aantoonbaar van het een of het ander. Welke, en hoe was de vraag.

Door analyse van verspreide minerale korrels, wetenschappers hebben lang geconcludeerd dat stukjes continentaal gesteente in oceaanbekkens terechtkomen, maar deze worden vernietigd door vulkanisme en andere krachten, en dus bestaat het bewijs alleen uit chemische overblijfselen; behalve Anjouan, de rotsen zelf zijn nooit gedocumenteerd. Er is enig geochemisch bewijs dat een stukje continentaal gesteente diep onder het anders vulkanische IJsland kan liggen; maar niemand heeft het ooit gezien. Vervolgens, daar is Anjouan. Hoe heeft een massa continentaal gesteente vele kilometers afgelegd, en overleven miljoenen jaren ver van zijn huis, dan erin slagen om op te stijgen in een uitbarstende vulkaan?

De vulkaan die het eiland heeft gevormd is al lang uitgestorven, en het binnenland is geërodeerd tot een doolhof van steile bergen en valleien. In de buurt van het dorp Tsembehou, vulkanische kliffen herbergen een grotendeels begraven kwartsietformatie van onbekende grootte. Krediet:Columbia University

Anjouan kwam in zicht vanuit ons kleine vliegtuig toen de ondergaande zon de wolken goudbruin kleurde. De uitgedoofde vulkaan was geërodeerd van wat oorspronkelijk een enorme, schildvormig bouwwerk in een complex van onmogelijk steile bergketens, doorspekt met diepe, beboste valleien in wat ooit het binnenste van de vulkaan was. Bij zonsondergang, we landden op een kleine landingsbaan aan de kust; dichtbij, een krachtig afvalvuur verlichtte het terrein. Gigantische fruitvleermuizen, een van de kenmerkende endemische wezens van het eiland, vloog door de bomen.

De volgende dag het team, vergezeld door Soulé, navigeerde in een pick-up over winderige bergwegen naar Tsembehou, genesteld in een binnenvallei omringd door kliffen. Hier ontmoetten we Bourhane Abderemane, een senior CNDRS-wetenschapper die op Anjouan woont. Na de zegen van stadsambtenaren te hebben gekregen, we worstelden met de pick-up over een smal onverharde weg aan de voet van een heuvelrug genaamd Habakari N'gani, waar de eerste vondsten uit de jaren zestig waren gedaan. Kronkelend door plantages van maniok en vanille, het pad werd overschaduwd door bomen met kruidnagels, bananen, kokosnoten en ylang-ylang. Een mijl of zo, de wetenschappers stapten uit en gingen te voet op jacht naar ongewone rotsen te midden van talloze donkere brokken basalt die generaties boeren hadden uitgegraven en op hopen hadden gedumpt of in muren hadden ingebouwd.

Hemond zag het eerste kwartsiet, binnen enkele minuten. Het was een lichtgekleurde scherpe kasseien ter grootte van een grapefruit. Verscheidene meppen met een hamer onthulden een wit, onverweerd interieur, sprankelend met kwarts. Wanneer er met de hamer op wordt geslagen, het gaf een rokerig, scherpe geur van wat Goldstein omschreef als 'silicageur'. De klas was verheugd.

De wetenschappers volgden een broodkruimelspoor van kwartsietbrokken op een richel die zo steil en ruig was, het kon op plekken alleen op handen en voeten worden beklommen. wonderbaarlijk, bijna alles werd verbouwd met planten en bomen; De snelgroeiende bevolking van Anjouan worstelt om zichzelf te voeden, en bijna elke vierkante meter van het eiland dat niet wordt ingenomen door gebouwen of eigenlijk verticaal is, wordt gebruikt voor landbouw.

In een laag zadel dat in de nok was uitgehouwen, lag een oud uitziende veekraal gemaakt van gigantische basaltstenen. Daartussen lagen een paar losse kwartsietblokken. Goldstein vermoedde dat ze zelfs hoger in de bergkam waren weggeërodeerd. Maar hoeveel hoger zou nog een dag moeten wachten. Op deze breedtegraad, de zon gaat snel onder rond 6.30 uur, en dat uur naderde snel. We renden terug naar de vrachtwagen.

Volgende dag, de wetenschappers reden langs de rand van het eiland, op zoek naar willekeurige wegsneden en opgravingen. Dit zijn de beste vrienden van een geoloog, vooral in de jungle-tropen; ze leggen gemakkelijk rotsen bloot die bijna overal elders bedekt zijn met aarde en vegetatie. Op een bepaald moment, ze kwamen zeven mannen tegen die in een heuvel aan het graven waren om een ​​plaats voor een moskee te egaliseren. In de zijmuur waren blootliggende brokken basalt doorspekt met xenolieten - rotsen in rotsen - gemaakt van edelsteenachtige groene olivijnkristallen uit de diepe aarde. Deze kunnen aanwijzingen bevatten over de aard van de oceanische plaat waarop het eiland is gebouwd; met toestemming van de arbeiders, de wetenschappers verzamelden een paar keuzemonsters. Geen kwartsieten, Hoewel. Voor vertrek, de wetenschappers verzamelden om te helpen bij de bouw van de moskee, en overhandigde het geld aan de bemanning.

De volgende dag, het was terug naar Tsembehou om te zoeken naar de site van de kwartsietvondst uit 2017. In een stroombedding in de buurt van de plek die op de kaart is aangegeven, ze zagen al snel een paar losse brokken. Een man die koeien hoedde vertelde hen dat er meer bergop was, en wees op een voetpad. De wetenschappers ploeterden, om de beurt een voorhamer van 10 pond sjouwen, terwijl ze op rotsen sloegen. Een paar bescheiden brokken kwartsiet doken al snel op langs het pad. Plotseling, vanuit het niets lijkend, vijf jongens tussen de 10 en 15 jaar verschenen en begonnen mee te lopen. Ze keken met grote nieuwsgierigheid naar elke beweging van de wetenschappers. Na verloop van tijd, een van hen bood aan om de slee te dragen.

Op een kleine vlakke plek, kwamen de wetenschappers op de grootste kwartsietrots tot nu toe:die uit het vuil stak, het was groot genoeg om op te zitten. In sommige struiken in de buurt was een hele richel van de rots - blijkbaar een ontsluiting, de blootgestelde rand van de onderliggende rots waaruit de losse brokken bergafwaarts waren geërodeerd. Dit was nu niet zomaar een kruimelpad; het was het topje van de kwartsietijsberg. De enige vraag was hoe groot een berg was. De wetenschappers waren duizelig. "Als dit goud was, we zouden rijk zijn, " zei Goldstein. Delen van de dagzomende aard waren gestreept met donkere aderen van basalt, blijkbaar markeren de buitenranden van de formatie, waar magma was binnengedrongen en zich had vermengd met het exotische gesteente.

In het Frans, Hemond legde de jongens uit hoe de rotsen gevormd kunnen zijn. De kinderen luisterden enthousiast. Terwijl de wetenschappers monsters van de rotsen beukten en de fijne punten van basalt-kwartsietinteracties bespraken, een van de kinderen scheen vakkundig 15 meter recht omhoog in een kokospalm en begon fruit naar beneden te gooien. De oudste gebruikte een scherpe geologenhamer om de kokosnoten te openen en bood iedereen verse melk aan.

Anjouan is bijna uitsluitend gemaakt van zwartachtig vulkanisch basalt dat uit de zeebodem is gestegen. Geochemicus Steven Goldstein zoekt in een beekbedding naar iets ongewoons. Krediet:Columbia University

Op de volgende dagen, het team werkte om geografische punten met elkaar te verbinden die zouden kunnen suggereren hoe groot de formatie zou kunnen zijn. Blijkbaar, het was veel groter dan aanvankelijk werd gedacht. Volg de hoofdweg aan de andere kant van Habakari N'gani, ze stopten bij elke beekbedding waar ze kwamen. hoogstens, tussen de basaltstenen, ze vonden een paar kwartsieten, blijkbaar weggespoeld van ergens verder omhoog. Bij een brug bij het dorp Bambao M'Tsang, Abderemane wees naar een stenen fundering van een gebouw:tussen de basaltblokken lag één zuiver witte. Een man die de wetenschappers observeerde die zich druk maakten over deze rots, liep met een grote glimlach naar een nabijgelegen huis toe, en hield een vuistgroot stuk van hetzelfde spul omhoog. Hemond vroeg waar het vandaan kwam. "We vinden deze de hele tijd als we maniok planten, " zei de man, wiens naam Ali Saidou was. "Mensen gebruiken ze om messen te slijpen." Op deze, hij haalde een versleten maar fors mes tevoorschijn en masseerde het mes krachtig over de harde, kristallijn oppervlak. Een paar vrouwen kwamen het huis uit en begonnen te lachen, of het nu bij Saidou of de wetenschappers is, of allebei.

Verderop op de weg, het team wandelde een andere kreekbedding op en vond meer kwartsietkeien. Terwijl ze hen onderzochten, een boer genaamd Saindou Boura kwam uit een tuinperceel langs de oever en begroette hen. Abderemane vroeg hem naar de witte stenen, Boura boog zich recht naar beneden en tilde een exemplaar ter grootte van een kop op aan zijn voeten dat de wetenschappers niet hadden opgemerkt. Deze vind je helemaal de berg op, zo ver als je kunt lopen, hij zei. Ideaal voor het slijpen van messen, bevestigde hij.

"Dit ding is groot, " zei Klasse van de kwartsietformatie. "Veel groter dan we dachten. Dit is een grote ontdekking."

Saindou Boura nam ons mee naar zijn jongere broer Mourchidi, zijn zwager en een jonge neef, die aan het graven waren in een maniokcomplot. In het Frans, Hemond en Class hebben een lekenverklaring over de oorsprong van de rotsen doorgenomen, waagde dat het kwartsiet gevormd moet zijn in Afrika of Madagaskar, kwam hier op de een of andere manier terecht toen oude landmassa's zichzelf herschikten. Oh, bedoel je toen Afrika en Madagaskar deel uitmaakten van Gondwanaland? vroeg Mourchidi Boura. Op deze, de wetenschappers waren stomverbaasd:van geen enkele niet-geoloog kon worden verwacht dat hij zou weten wat Gondwanaland was, veel minder een boer die de grond met de hand bewerkt op een kleine, afgelegen eiland. Duidelijk, de wetenschappers hadden deze mensen onderschat.

Tegen het einde van de dag, het team reed terug naar Tsembehou, toen Class vroeg om de pick-up te stoppen. Ze stapte uit en tuurde naar de andere kant van de vallei, een paar kilometer verderop, op een stuk steile klif op Habakari N'gani. In het vroege avondlicht, het bleek puur wit te zijn. Na inspectie met verrekijker, de wetenschappers besloten dat dit een gigantische ontsluiting van het kwartsiet zou kunnen zijn, de hele tijd op ze neerkijken. De enige manier om erachter te komen was om er heen te gaan. De wetenschappers gaven het de bijnaam 'Mont Blanc'.

Twee dagen later, een lokale gids nam ons mee langs een doolhof van paden naar een open plek onder de klif. Vanaf hier, we worstelden met een onmogelijk steile, talus bedekte helling, glijden en achteruit glijden. op de een of andere manier, mensen hadden zelfs hier bananenbomen en vanillestokken geplant, en ze groeiden. Eindelijk bereikten we de voet van de klif, waar de teelt eindigde en de kale rots begon. Dichtbij, de rots zag er niet zo wit uit. Klasse en Goldstein hamerden erop. Toen ze van het oppervlak afhakten, het werd duidelijk dat dit slechts een reeks lavastromen was; het doorgaans donkere basalt was lichter geworden door blootstelling aan het weer. "OKE, "zei Goldstein. "We weten het niet tenzij we kijken."

Afdalend langs de talus, uiteindelijk vonden we een begaanbare route naar nog hoger gelegen grond op de bergkam. Plotseling, op een maniokperceel op een redelijk vlakke plek, de grondkleur veranderde van lichtbruin naar bijna wit. Hier, zowat de enige rotsen die rondslingerden waren kwartsiet. Een koe werd vastgebonden aan een boom waar enkele brokken van de rots zich opstapelden. De moederlode die de wetenschappers een paar uur eerder hadden gezocht.

Klasse en Goldstein gingen door, het monteren van de nok op een smal pad van natuurstenen treden. In een hoog zadel op ongeveer 2, 300 voet hoogte, ze bereikten een messcherpe kloof. Hier boven, iemand had twee koeien vastgebonden, waarvan er één een kalf verzorgde. De dieren hadden de lichte grond aangestampt. Daarin waren verspreide brokken kwartsiet. Vanaf hier, de wetenschappers konden ver de groene hellingen afkijken naar waar ze kwartsiet in de kreekbedding hadden gevonden, en waar ze de boeren Ali Saindou en Saindou Boura hadden ontmoet. Daarachter lag het blauw, blauwe oceaan. Het leek nu een goede gok dat ze een hele berg kwartsiet hadden, en hun werk was nog maar net begonnen.