Darwin Christmas Lecture 2014
Darwin Center for BiogeosciencesDe Darwin Christmas
lecture wordt jaarlijks georganiseerd door het Darwin Center for
Biogeosciences. Binnen het Darwin Center for Biogeosciences houden
toponderzoekers zich bezig met de vraag hoe het systeem aarde
functioneert onder steeds veranderende omstandigheden. Het doel van deze
lezing is om deze wetenschappelijke kennis toegankelijk te maken voor
een breed publiek.
Dit jaar werd de lezing gegeven door Prof. dr. Jan de Leeuw.
Klik hier voor de presentatie van Prof. dr. Jan de Leeuw.
Organisch afval: Bron van de Organische GeochemieDe bijbelse uitdrukking “Van stof zijt gij en tot stof
zult gij wederkeren” (Genesis 3: 19) suggereert een kringloop van leven en dood
waarbij levende wezens na hun dood volledig worden verteerd, een biocyclus die
voor de volle 100 % verloopt. “Van stof zijt gij” komt overeen met de
werkelijkheid: uiteindelijk is alles op Aarde, met inbegrip van levende wezens,
zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstaan uit sterrenstof. De Organisch Geochemie
als relatief jonge tak van wetenschap binnen de Aardwetenschappen toont echter
aan dat “en tot stof zult gij wederkeren” niet altijd het geval is, de
biocyclus is lang niet altijd helemaal volledig. De aanwezigheid van grote
(macro) en kleine (micro) fossielen in miljoenen, soms miljarden jaren oude en
goed bewaard gebleven sedimenten (onderwaterbodems) tonen dit al aan.
Maar ook, en met name op het moleculaire nivo, blijken nagenoeg alle
sedimenten, waar ook ter wereld, tien- tot honderdduizenden verschilllende
organische verbindingen te bevatten die we als moleculaire fossielen of
biomarkers kunnen beschouwen omdat deze verbindingen of afgeleiden daarvan ooit
door levende wezens in het al dan niet verre verleden zijn gemaakt en bewaard
zijn gebleven.
De Organische Geochemie houdt zich bezig met het
analyseren van deze moleculaire fossielen uit de sedimentaire archieven.
Dankzij belangrijke ontwikkelingen in de analytische scheikunde, de geologie,
de microbiologie en genetica van de laatste 50 jaar is de organisch geochemicus
vandaag de dag niet alleen in staat die tien- tot honderdduizenden
verbindingen, geextraheerd uit sedimenten, van elkaar te scheiden maar ook “op
naam te brengen”, d.w.z. hun moleculaire structuur te ontrafelen. Zo kan
vastgesteld worden welke organismen deze resistente verbindingen ooit hebben
geproduceerd. In mariene (onderzeese) sedimenten blijken algen, bacteriën en
archaea (ook wel oerbacteriën genoemd) de belangrijkste leveranciers te zijn
van deze moleculaire fossielen, terwijl in sedimenten onder meren, binnenzeeen
en kustgebieden daarnaast ook veel resistente verbindingen van planten
voorkomen.
Aan de hand van de gevonden moleculaire fossielen is het
o.a. mogelijk het klimaat en klimaatveranderingen uit het verleden in
kwantitatieve zin te reconstrueren en daarmee uitspraken te doen over
toekomstige klimaatverandering, “the past is the key to the future”. Daarbij is
b.v. gebleken dat de huidige klimaatmodellen niet toereikend lijken te zijn.
Met behulp van weer andere moleculaire fossielen is het ook mogelijk om de
evolutie van bepaalde groepen van organismen te reconstrueren, soms met
opmerkelijke resultaten.
Door ook het niet extraheerbare organische materiaal (het
“koffiedik”) in sedimenten te analyseren is veel inzicht verkregen over zg.
resistente biopolymeren en geopolymeren die een cruciale rol blijken te spelen
bij de vorming van minerale olie. Dat heeft weer geleid tot een impuls
aan het onderzoek van zg. biofuels.
Tijdens de lezing zullen enkele voorbeelden van het
bovenstaande worden geïllustreerd. Zowel voor als na de lezing is er ruim
gelegenheid tot verdere kennismaking met de Organische Geochemie middels een
kleine expostitie Organische Geochemie waarbij een team van organisch
geochemici uitleg zal geven.