Bodemlagen vertellen hun verhaal

Klei, veen en zand zijn de ingrediënten die bodem en aangezicht van de provincies Groningen, Drenthe en Friesland samenstellen en vormgeven. De beslotenheid van het bomenrijke zandlandschap staat in schril contrast met de weidsheid van de noordelijke kleistreken. Daartussenin ligt een uitgestrekt vlak en overwegend leeg landschap waar veen de bodem vormt. Gaan we dieper de bodem in, dan belanden we in verhalen waar oerrivieren en gletsjers miljoenen jaren een hoofdrol speelden.

 

Hoofstukken:  Vroeg-Pleistoceen

                     Midden-Pleistoceen

                     Laat-Pleistoceen

                     De laatste 3000 jaar

 

De recente ontstaansgeschiedenis van het landschap in Noord-Nederland schrijven we in duizenden jaren. Daaraan vooraf speelden gebeurtenissen die een langere tijd in beslag namen. Hierbij moeten we denken in termen van een paar miljoen jaar. Hiervan waren de laatste paar honderdduizend jaar het bepalendst. 

 

Kleilandschap bij Wittewierum in Groningen

Het lage veenweidegebied bij de Matsloot aan het Leekstermeer (Gr.)

 

De geologische ontwikkeling van Noord-Nederland is het gevolg van processen en gebeurtenissen die vanaf zo'n 4 miljoen jaren geleden hebben plaats gevonden. In deze periode koelde de aarde steeds meer af. Het klimaat in onze streken werd erg wisselend. In de laatste 2,5 miljoen jaar was het een komen en gaan van koudeperioden. Ze werden afgewisseld door kortdurende warme intervallen. De perioden van kou noemen we ijstijden of glacialen, de warme intervallen daartussen kennen we als tussenijstijden ofwel interglacialen. Het ijstijdvak in zijn geheel noemen we het Pleistoceen. 

 

Gedurende het Pleistoceen ontwikkelde zich op het hoogland in Scandinavië tijdens koudeperioden (glacialen ofwel ijstijden) gletjers. Deze groeiden na verloop van tijd aaneen tot een steeds grotere landijskap. 

Afhankelijk van de omstandigheden konden landijskappen in het Pleistoceen een enorm gebied bedekken. Zeker tweemaal en wellicht driemaal heeft het Scandinavisch landijs een deel van ons land bereikt en een paar duizend jaar in zijn ijzige greep gehouden.

 

Tijdens het Pleistoceen traden minstens 23 afzonderlijke ijstijden op. De laatste in deze reeks, het Weichselien, ligt nog maar zo'n kleine 12.000 jaar achter ons. Geologisch gezien is dat alsof het gisteren was. Momenteel leven we in een interglaciaal. Hoe lang dit Holoceen zal duren, valt niet te voorspellen. Wel is duidelijk dat we bij een onverhoopt strenge winter niet onmiddellijk hoeven te denken dat de kou van een volgende ijstijd over ons wordt uitgerold.

 

In gebieden die niet door landijs bedekt zijn kunnen de omstandigheden zo extreem zijn dat plantengroei onmogelijk is. De bodem ligt bloot aan weer en wind. Vooral fijne bestanddelen worden door hevige zand/sneeuwstormen weggeblazen en elders weer afgezet. Alleen de zware bestanddelen blijven liggen. Stenen, grind en zeer grof zand vormen zo een zogenoemd desert pavement. 

Keizandniveau - Balloërveld bij Rolde (Dr.)

Tijdens het relatief droge en zeer koude Pleniglaciaal was ons land onderdeel van een poolwoestijn, die zich over een groot deel van Noordwest-Europa uitstrekte. Van plantengroei was destijds nauwelijks sprake. Vooral op de hogere delen van het landschap werden keileemafzettingen door uitspoeling en verwaaiing aangetast. Alle fijne bestanddelen zijn hierbij afgevoerd. Van de 1 tot 2 meter dikke laag keileem resteerde uiteindelijk een dunne laag grof zand met grind en stenen. Deze laag noemen we keizand. Het is een desert pavement uit de ijstijd.

 

IJstijden zijn niet de hele tijd steenkoud. Ieder glaciaal kent zijn ups en downs. Zeer koude fasen wisselen af met iets mildere perioden. Soms stijgt de temperatuur dusdanig dat boomgroei weer mogelijk is. Tijdens het Alleröd-interstadiaal (-13.900 - 12.850) in de laatste Weichsel-ijstijd bedroeg de gemiddelde zomertemperatuur ca. 13 graden. Hierdoor konden open bossen ontstaan met bomen als grove den, jeneverbes, larix en spar. Op enkele beschutte plaatsen groeiden zelfs eiken.

Na het relatief warme Alleröd volgde het Jonger Dryas-stadiaal (-12.850 - 11,560). Het was toen opnieuw lange tijd bijzonder koud. Bossen verdwenen om plaats te maken voor een schraal begroeide toendra. Door het droge en zeer koude klimaat ontstonden in de bodem ook weer vorstspleten. In die tijd is door het droge winderige klimaat veel zand verstoven.

 

Bodemlagen uit het verleden

Nederland ligt aan de rand van het Noordzeebekken, een gebied dat al miljoenen jaren aan langzame daling onderhevig is. Het dalingsproces verloopt zo langzaam dat de afzetting van zand, klei en veen daarmee min of meer gelijke tred houdt. Afzettingen die in het verleden aan het aardoppervlak zijn ontstaan, liggen nu op enige diepte in de ondergrond verborgen. Zij worden door jongere lagen aan het oog onttrokken.

 

Zandafzettingen waar de Eridanos een belangrijk aandeel in had zijn opvallend licht gekleurd. Zandafzettingen van Rijn en Maas zijn bruiner van kleur. Langs onze kust is dit kleurverschil duidelijk op te merken. Zuidelijk van Bergen in Noord-Holland kleurt het strand en duinzand bruiner. Ten noorden daarvan is het zand veel witter.

 

Afzettingen van de Eridanos komen in ons land niet aan het oppervlak. Op het Duitse eiland Sylt zijn  schuin gelaagde, witte deltaïsche zanden van de Eridanos heel fraai in een oud kustklif ontsloten.

De ondergrond van Noord-Nederland geeft door dit bodemdalingsproces een tamelijk compleet beeld van afzettingen en gebeurtenissen die in de laatste paar miljoen jaar zijn opgetreden. Duidelijk is dat langdurige grillen van het klimaat hierbij een zeer belangrijke rol hebben gespeeld.

Als we kijken naar de omstandigheden waarbij de verschillende aardlagen zijn gevormd, zien we indrukwekkende gebeurtenissen in ruimte en tijd met elkaar afwisselen. Hierbij moeten we denken aan oerrivieren als de ooit zo imposante 'Europese Amazone' en sterk wisselende klimaatsomstandigheden al of niet in samenhang met gletsjervorming en oprukkende ijskappen.

Hoewel over de geologische geschiedenis van Noord-Nederland inmiddels veel bekend is, zijn er nog talloze lacunes. Het onderzoek aan Nederlands bodemarchief kan vergeleken worden met het lezen van een oud boek. Een boek dat in een moeilijk leesbare taal geschreven is, waarin ook nog eens talrijke bladzijden ontbreken. Voortgezet onderzoek brengt regelmatig nieuwe gegevens aan het licht. Ontbrekende schakels in het verhaal over de geologische geschiedenis van ons land kunnen hierdoor alsnog worden ingevuld.

Hieronder volgt deels in aparte hoofdstukjes een overzicht van de belangrijkste episoden en de afzettingen die daarin gevormd zijn.

 

Aan het eind van het Tertiair bouwde de Eridanos, ooit Europa's grootste rivier, vanuit het oosten langzaam een delta op. Noord-Nederland, dat in die tijd nog deel uitmaakte van een ondiep randgedeelte van de Noordzee, kwam hierdoor boven water. In de loop van het Vroeg-Pleistoceen zette dit proces zich voort. De vertanding in de rechter figuur hierboven maakt duidelijk dat de invloed van de Eridanos tot aan Midden-Nederland reikte. Ten zuiden daarvan zijn afzettingen van de Rijn aanwezig. Het oranje gebied helemaal in het zuiden geeft de afzettingen van de Maas aan.

 

Tertiair (Boven-Plioceen, 4 - 2,5 miljoen jaar geleden)

In het Laat-Plioceen, zo’n 3 tot 4 miljoen jaar geleden, bestond Nederland nog niet. Het grootste deel van ons land vormde toen een ondiep randgedeelte van de Noordzee. In wat nu Noord-Nederland is lag destijds een van de mondingen van een grote rivier. Deze rivier vond zijn oorsprong in het noorden van Scandinavië en Rusland. Aanvankelijk droeg het rivierstelsel de naam 'Baltische oerstroom'. Niet zo lang geleden heeft men de naam veranderd in Eridanos.

De naam Eridanos danken we aan de oude Grieken. Al ver voor het begin van de jaartelling haalden zij het voor hen zeer kostbare barnsteen uit het zuidelijke Oostzeegebied. De zandige kusten daar zagen zij aan voor de oever van een grote rivier. Deze noordelijke rivier noemden zij Eridanos.

 

Door de aanhoudende aanvoer van zand door de Eridanos schoof zijn delta geleidelijk op naar het westen, richting Noordzeebekken. In het Laat-Plioceen, ongeveer 4 miljoen jaar geleden. bereikte de zanddelta ook ons deel van de ondiepe Noordzee.

Zowel Grieken als Romeinen waren verrukt van barnsteen. De eigenschappen van dit fossiele hars maakten dat zij voor veel geld uit het Oostzeegebied en later ook uit het Waddengebied grote hoeveelheden barnsteen importeerden.

 

De Eridanos vormde ooit een machtig rivierstelsel. Het rivierstelsel bestond in aanleg al in het Oligoceen, ca. 30 miljoen jaar geleden. Samen met een aantal zijrivieren verzorgden de Eridanos de afwatering van een groot deel van Noord-Europa inclusief grote delen van Noord-Rusland. De rivier ontsprong in Zweeds/Fins Lapland. In het Vroeg-Pleistoceen bereikte de rivier zijn grootste afmeting. De monding ervan lag toen aan de oostkust van Engeland. Van bron tot monding had de rivier een lengte van ongeveer 2600 km. Gezien de lengte van de Eridanos en zijn grote stroomgebied spreekt men daarom ook wel van de ‘Europese Amazone’.

 

Het stroomgebied van de Eridanos besloeg een enorm groot gebied. Tijdens zijn maximale grootte lag de monding van de rivier aan de Engelse oostkust, zo'n slordige 2500 kilometer verwijderd van zijn bron in Zweeds Lapland. Schelde, Rijn, Maas, Thames, Wezer en Elbe waren destijds zijrivieren van de Eridanos.

De oorspronkelijke bedding van deze oer-rivier valt te reconstrueren aan de hand van de huidige Botnische Golf, de Finse Golf en de Oostzee, inclusief de zuidelijke westwaartse afbuiging hiervan. Het ijs van een groeiende landijskap op Scandinavië verstopte de bovenloop van de Eridanos tijdens het Menapien, een koude-periode van ongeveer 1 miljoen jaar geleden. Hierdoor stopte ook de aanvoer van zand en grind grotendeels.

 

De Eridanos heeft in de loop van zijn bestaan een enorme hoeveelheid verweringsmateriaal uit Scandinavië en Noord-Rusland afgevoerd richting Noordzeebekken. Het warme klimaat in de Krijt-periode en ook daarna nog in het Tertiair veroorzaakte een sterke chemische verwering van de harde rotsgesteenten in de Scandinavische landen. Het uitgeloogde verweringsdek bestond voornamelijk uit een residu van kwartszand, kwartskiezels en verkiezelingen.

 

De Eridanos gedroeg zich in het Vroeg-Pleistoceen als een verwilderde rivier. In de brede bedding wisselden talloze stroompjes en riviertakken af met zand- en grindbanken. 

Door de grote aanvoer van sediment (zand en grind) vormde de Eridanos aan zijn monding een brede delta. In de zuidelijke Oostzee breidde deze delta zich westwaarts uit. In het Plioceen bereikte de delta het Noordzeegebied. 

 

Zand en grind van de Eridanos zijn opvallend wit gekleurd. Het kwartsgehalte ervan is extreem hoog. Dit duidt op een lange periode van chemische verwering in het brongebied. 

Aanvankelijk vormde de rivier een delta in de zuidelijk Oostzee. De voortdurende aanvoer van sediment was oorzaak dat deze delta later in het Tertiair verder in westelijke richting werd uitgebouwd. Dit deel van de Oostzee vormde destijds een inham van de Noordzee. Dit verklaart de merkwaardige bocht die de Oostzee in het zuiden richting Noordzee maakt. In een groot deel van de Noord-Duitse laagvlakte, inclusief delen van Noord-Polen, Denemarken en Noord-Nederland vormen de afzettingen van de Eridanos een stevig zandig fundament.

Tijdens het Laat-Plioceen reikte de delta van de Eridanos tot in Noord-Nederland. Hier werden voornamelijk fijne glimmerhoudende zanden afgezet, hier en daar onderbroken door kleilagen en een enkele bruinkoollaag met veel verspoelde houtresten. De afzettingen uit die tijd plaatst men momenteel in de Formatie van Peize. Eerder rekende men de Pliocene afzettingen van de Eridanos tot de Formatie van Scheemda, maar door een recente herziening is de Formatie van Scheemda in de Formatie van Peize opgenomen. 

 

Zandgroeve bij Emmerschans. De zanden die de Eridanos in het Laat-Plioceen (Formatie van Peize) bij ons heeft afgezet, zijn te herkennen aan de lichte kleur. De bovenkant wordt begrensd door een smalle bruine band. Daarboven liggen grove grindhoudende zanden uit de Mengzone (= Cromerien - Formatie van Urk).

In door wind en droogte uitgeprepareerd graafgangetje in fijnkorrelig Eridanoszandvan een zeebodembewonend dier, wellicht een wadpier - Emmerschans (Dr.)

In het midden is een schelpgeestje te zien van een dubbelklepje van een mollusk - Emmerschans (Dr.) 

 

De zanden van de Eridanos zijn opvallend wit van kleur. Hoewel zeker is dat het afzettingsmilieu zout was, bevat het zand geen schelpen (meer). Dat deze ooit wel aanwezig waren getuigen de talrijk aangetroffen schelpgeestjes in het fijnkorrelige zand. Schelpgeestjes noemt men zo vanwege de enigszins samenhangende zandopvullingen van opgeloste dubbelklepjes van mollusken. Verder zijn regelmatig graafsporen van zeebodem bewonende organismen gevonden.

Op een paar plaatsen in Drenthe en Groningen liggen Laat-Pliocene afzettingen van de Eridanos door ijsstuwing in de Saale-ijstijd tot vrij dicht onder het aardoppervlak. Jaren achtereen kon het wit gekleurde zand inclusief schelpgeestjes bijzonder goed bestudeerd worden in zandgroeve De Boer in Emmerschans. Bij Finsterwolde in de provincie Groningen liggen deze zanden in gestuwde positie eveneens dicht onder het oppervlak. Gewoonlijk zijn de afzettingen van de Eridanos (Formatie van Peize) diep begraven. De top ervan ligt doorgaans op vele tientallen meters diepte.