Laagjes in steen…

Laagjes…. een geschiedenisboek in steen. Ik vind het heerlijk om op het strand te lopen langs mooie, indrukwekkende kliffen. Zo veel kliffenkusten als er in Groot-Brittannië zijn, zo verschillend zien ze er allemaal uit. Loodrecht omhoog, schuin aflopen, ritsen, klei, rood, wit, geel, zwart, noem het maar op. En iedere klif vertelt een eigen, uniek, verhaal over hoe ze is ontstaan en wat er in die tijd op aarde speelde. En nog mooier vind ik het om op de stranden bij deze mooie kliffen naar fossielen en mineralen te zoeken. Nu niet denken dat ik levensmoe ben, ik ga echt niet pal onder een klif lopen. Doe dat ook echt nooit! Ik heb ze in zien storten, ik heb er grote en zware stenen af zien vallen. Dus pas alsjeblieft goed op als je op een strand met kliffen loopt. Hoe groot de verleiding ook is, ga nooit, nooit, nooit in een klif hakken op zoek naar een mooi fossiel of mineraal. Dit is levensgevaarlijk, maar ook verboden. De meeste geologisch waardevolle kusten staan onder bescherming van de SSSI en die schrijft voor dat er alleen in losliggend gesteente gezocht mag worden en nooit in de klif zelf. Daarnaast moet je voor je naar zo’n strand gaat altijd even het getij in de gaten houden. Op internet zijn voor alle regio’s in Groot-Brittannië getijdentabellen te vinden. Ga alleen met afgaand getij (als het dus van hoog water naar laag water gaat) en begin nooit een langere wandeling met opkomend getij. Kijk ook altijd waar je het strand weer afkunt. Soms wandel je in een baai en ligt de trap naar boven dichter bij de zee dan het grootste del van het strand. Dat houdt dus in dat de trap eerder onder water komt te staan dan de rest van het strand! Geloof me, ik heb zelf die fout eens gemaakt en het was niet echt leuk om door kniehoog water te moeten lopen om weer bij de trap te komen. Ieder jaar weer haalt de kustwacht meermaals mensen van stranden die ingesloten zijn geraakt door het opkomende water.

Deze mooie gelaagde kliffen bestaan uit Afzettingsgesteente of sedimentgesteente. Dit zijn gesteentes die zijn ontstaan door het neerslaan van erosiemateriaal. Iedere steen staat bloot aan erosie, slijtage. We onderscheiden een aantal soorten erosie. Winderosie wordt eolische erosie genoemd, watererosie wordt als het door een rivier wordt fluviatiele erosie genoemd en als het door de zee komt mariene erosie. Erosie door ijs heet ook wel glaciale erosie.
Erosie zorgt er voor dat gesteente slijt, afbreekt. Dit afbraak materiaal wordt ook weer ergens neergelegd, daardoor ontstaat afzettingsgesteente. Een andere manier waarop afzettingsgesteente kan ontstaan is door organisch materiaal dat afsterft en bijvoorbeeld in zee naar de bodem zakt en daar lagen gaat vormen. Kijk bijvoorbeeld naar de witte kliffen in Frankrijk en Engeland. Deze bestaan grotendeels uit afgestorven micro-organismen die in de zee leefden. Zandsteen en schalie zijn voorbeelden van afzettingsgesteente. Evaporieten vallen hier ook onder, dat zijn gesteentes die ontstaan zijn door het verdampen van (zee)water. Haliet en gips zijn hier voorbeelden van. Afzettingsgesteente is de grootste bron van grondstoffen, denk aan steenkool, gas en olie. Organogeen gesteente is ook een afzettingsgesteente. Pyroclastische gesteente, ontstaan door neerslaan van vulkanisch as valt technisch gezien ook onder de afzettingsgesteentes omdat het een afzetting is van neergeslagen asdeeltjes. Het tempo waarin afzettingen worden gevormd wisselt sterk. Op het land kan het zijn dat er in miljoenen jaren slechts een paar centimeter wordt afgezet, terwijl in de zee in diezelfde tijd meters dikke pakketten worden gevormd. Catastrofale gebeurtenissen als bijvoorbeeld tsunami’s, modderstromen en pyroclastische wolken kunnen binnen een paar uur zorgen voor een metersdik pakket aan afzetting. Afzettingsgesteentes zijn vaak min of meer gelaagd en ook de gesteentes met de meeste fossielen.
Op een aantal plekken is in de afzetting van gesteente een cyclus te herkennen. Dit zouden astronomische cycli zijn de te maken hebben met de stand van de aardas die verschuift, de baan van de aarde om de zon die niet altijd gelijk is en het omkeren van de magnetische polen. In deze processen zijn cycli te onderscheiden die hun invloed hebben op bijvoorbeeld het afzetten van sedimenten. Dit worden Milanković cycli of Milanković parameters genoemd.

Fossielen vormen nagenoeg alleen in afzettingsgesteente. Logisch ook, want dat zijn de enige gesteentes die laagje voor laagje zijn afgezet. Fossielen in lava-gesteente is niet erg waarschijnlijk. Soms kom je wel fossielen tegen in afzettingen van vulkanisch as, maar die zou je geologisch gezien ook onder de afzettingsgesteentes kunnen scharen.
Technisch gezegd is een fossiel een versteende afdruk of overblijfsel van iets dat ooit geleefd heeft. Plant, dier, schimmel, bacterie, etc. Het hoeft niet altijd een afdruk in steen te zijn (denk bijvoorbeeld aan fossiele botten), maar vaak is het dat wel. Een andere ‘regel’ is dat iets pas een fossiel is als het meer dan 10.000 jaar oud is, alles wat jonger is wordt sub-recent genoemd, dingen van nu noemen we recent. Daarnaast bestaan er ook fossiele resten die duiden op de aanwezigheid van een dier of plant in het verleden, maar die geen direct overblijfsel zijn. Daarbij kun je denken aan versteende voetstappen, rustsporen, kruipsporen, graafgangen, etc. Dit noemen we ichnofossielen of sporenfossielen.
Als een dier of plant doodgaat verteert het meestal. Een voorwaarde voor fossilisatie is daarom in veel gevallen dat een dier snel bedekt raakt met een laagje zand, modder of klei zodat het verteringsproces niet plaats kan vinden. Dit gaat natuurlijk niet op voor botten, die fossiliseren ook als al het vlees verteerd is. Een gestorven dier of plant raakt bedekt met sediment (afzetting, zand oid) en telkens vormt zich een extra laagje hier overheen. Hoe meer lagen boven het fossiel in wording, hoe sterker de druk die van bovenaf komt, lagen afzetting zijn zwaar. Heel langzaam maar zeker gaan de lagen verstenen met in die steen het gestorven dier of de plantenrest. Deze wordt als fossiel langzaam deel van de laag die steen wordt.
In de ideale situatie heb je dus na heel lange tijd een opeenvolging van laagjes afzettingsgesteente met in die laagjes fossielen die iets zeggen over die dieren en plantenwereld in de periode dat de laagjes zijn afgezet. Hoe zo’n gesteentelaag er uit gaat zien is van veel omstandigheden afhankelijk. Maar je kunt je voorstellen dat dikkere zandkorrels een andere gesteentelaag vormen dan hele fijne kleideeltjes. Het voordeel is dat ongeacht het uiterlijk van de laag, de fossielen in die lagen uit dezelfde periode wel hetzelfde zijn. Daarom worden fossielen vaak gebruikt om lagen te dateren. Een ammoniet die in twee verschillende lagen voorkomt vertelt dat die lagen ongeveer van dezelfde ouderdom zijn. Hiervoor worden vooral fossielen aangemerkt die relatief kort geleefd hebben. Een dier dat tientallen miljoenen jaren geleefd heeft is minder geschikt om te gebruiken voor precieze datering dan een bepaald soort ammoniet of trilobiet die maar een paar miljoen jaar voorkwam. Dan is de datering nauwkeuriger. Dit soort fossielen worden zone-fossielen of index-fossielen genoemd en zijn vaak kleinere dieren die korte tijd voorkwamen in een bepaalde vorm. Een berg of klif met al deze laagjes en fossielen is dus een soort groot geschiedenisboek van de aarde met voor iedere periode een afzettingslaagje als bladzijde. De oudste lagen liggen onderop en naar boven toe wordt het telkens een stukje jonger. Maar zoals vaak in de natuur komt deze ideale situatie slechts heel zeldzaam voor. Er zijn erg veel factoren die invloed hebben gehad op hoe pakketten gesteente er tegenwoordig uitzien. Denk bijvoorbeeld aan erosie. Hele lagen die over miljoenen jaren gevormd zijn eroderen weg en bestaan niet meer. Dan kan het dus zijn dat in zo’n gesteente pakket een heel aantal ‘bladzijdes’ ontbreken, weggeërodeerd zijn door water en wind.
Ook ontstaan door tektonische activiteit, dwz het bewegen van de aardplaten, breuken in gesteentepakketten en verschuiven ze ten opzichte van elkaar, drijven ze uiteen, kantelen ze, plooien ze, etc. Daardoor kan het zo zijn dat twee lagen die naast elkaar liggen gescheiden zijn door een breuklijn en van een andere ouderdom zijn. Er zijn zelfs plekken waar de lagen rechtop staan of helemaal omgeklapt zijn, daar ligt de oudste laag dus ineens bovenop. Dan zijn fossielen wel handig om de lagen te kunnen dateren.

Meestal blijft alleen een afdruk of opvulling van een dier of plant bewaard, een opvulling noemen we een steenkern. Maar soms blijft van een dier ook de schaal bewaard, bijvoorbeeld bij ammonieten of schelpen. Of dit gebeurt hangt af van de omstandigheden waaronder een dier fossiliseert en de samenstelling van het gesteente waarin het fossiliseert. Soms wordt een fossiel opgevuld met of omgezet in een mineraal. Zo zijn er fossielen van pyriet, limoniet, calciet of opaal en kunnen holtes opgevuld zijn met kwarts, rhodochrosiet, vanadiniet of calciet.