Miocene schatkamer onder groene zoden

Een wonderlijke ervaring. Enkele graafmachines zijn nog maar een paar uur bezig met het graven van een grote kuil in een weiland bij Winterswijk. Honderden kubieke meter op het oog doodgewone zwarte grond worden door de af en aan rijdende vrachtwagens naast de kuil uitgestort. Wie goed kijkt ziet er kleine, ronde, met modder besmeurde, grijze objecten in. Het zijn 16 miljoen jaar oude schelpen uit het Mioceen, een tijdperk waarin Nederland grotendeels met een warme zee bedekt was.

door

Zó ondiep liggen deze fossielen hier onder de groene zoden. Het zijn echter niet alleen schelpen die hier voor het oprapen liggen. Ook koralen, haaientanden en botten van zeezoogdieren komen aan het aardoppervlak. Aardwetenschappers zouden hun vingers erbij aflikken. Maar de meeste aanwezigen die hier in de Miocene aarde wroeten, zijn van de Werkgroep voor Tertiaire en Kwartaire Geologie (WTKG), mensen die in hun vrije tijd op zoek gaan naar de meestal moeilijk bereikbare fossielen die de Nederlandse ondergrond rijk is. Zoals hier in de Achterhoek.

Deze happening is “uniek”, aldus paleontoloog en emeritus professor Bert Boekschoten van de Vrije Universiteit. “Sommige schelpensoorten vind je alleen bij uitzondering in de oevers van beekbeddingen, terwijl hier grote hoeveelheden ongeschonden grond naar boven worden gehaald en de grote exemplaren dus nog helemaal intact zijn.”

Img 9324

Op deze foto een Glycymeris obovata baldii, een dikwandige schelp. In de Miocene aarde liggen ook veel tweekleppige exemplaren, zogeheten ‘doubletten’. Ook in Twente en Limburg zijn fossielen uit het Miocene tijdperk te vinden. Annemieke van Roekel

Oceaanbodem

Deze maandagochtend wordt de bodem onder het grasland achter een boerderij in Miste, een buurtschap in Winterswijk, afgegraven. Aan het eind van de dag moet het gat zo’n 10 bij 20 meter en tussen vier en vijf meter diep zijn. De kuil wordt uitgegraven tot aan de afzettingen van een nóg oudere zee, uit het Oligoceen. Die oude zeebodem is al zichtbaar als een glimmende, grijze klei, als de graafmachine de helft van de kuil heeft afgegraven. Gaat het Mioceen tot 25 miljoen jaar terug, het Oligoceen gaat nóg eens tien miljoen jaar verder terug in de tijd.

P9020045

De graafmachine stopt op de Oligocene klei, ca. 5 m. diep. Annemieke van Roekel

Golvend terrein

“Enkele jaren geleden hebben we bij een boer iets verderop een vergelijkbare kuil gegraven,” vertelt Stef Mermuys van WTKG. “Maar daar had de basis van de Laag van Miste een golvend patroon, met als gevolg dat de fossiele schelpen ook heel onregelmatig zijn verspreid omdat ze destijds in kuilen op de zeebodem zijn gegleden. Hiér ligt de basis op een diepte van 4.20 meter en is deze vrijwel horizontaal. De verspreiding van de fossielen is daarom regelmatiger. We weten dit omdat we op dit terrein al veel boringen hebben gezet om het profiel te kunnen bepalen.”

P9020032

Bert Boekschoten checkt of we hier inderdaad met keileem te maken hebben. En dat is het geval. Direct eronder ligt een laagje grind: net iets oudere smeltwaterafzettingen uit de ijstijd. Hieronder ligt de meters dikke Laag van Miste, 15,8 miljoen jaar oud, uit het tijdperk dat internationaal bekend staat als het Langhian (16 tot 13,5 miljoen jaar geleden). In de regionale geologie van het Noordzeebekken is deze tijd beter bekend als het Hemmoorian. Annemieke van Roekel

Keileem

Zo’n boring laat vanaf het grasland eerst een oranje en bruine laag keileem zien, dan volgt het Miocene zand, hier in de streek de Laag van Miste genoemd, en daaronder ligt de Oligocene klei. Dit profiel is in de kuilranden goed zichtbaar. Als je het profiel van iets dichterbij bekijkt dan zie je dat er zich onder de oranje keileem een laag grind bevindt. “Dat zijn smeltwaterafzettingen nog voordat de gletsjers het keileem afzetten,” licht Boekschoten toe. “Het keileem is met gletsjers naar ons land getransporteerd.”

P9020036

De punt van een parelmoeren Pinna. Annemieke van Roekel

De zwarte ‘aarde’ levert na enkele uren al heel wat meer op dan alleen grote schelpen. De grootste exemplaren zijn met het blote oog te vinden, voor de kleinere schelpen is een geoefend oog of water en een (grove) zeef nodig. Voor de nog kleinere exemplaren hebben ook de ervaren fossielenzoekers een zeef nodig. In de zeven komen zelfs solitaire koralen tevoorschijn en minuscule exemplaren van de pelikaansvoet, waarvan de mondrand van volwassen exemplaren is uitgerust met een brede flap met uitsteeksels, bedoeld voor een stabiele ligging op de zeebodem en verdediging tegen predatoren.

Kustmoerassen

Er zijn hier meer dan vijfhonderd schelpensoorten te vinden, soorten die zich thuis voelden in een warme zee die Nederland rond 16 miljoen jaar geleden bedekte. Verwante soorten leven nog steeds, maar dan een stuk zuidelijker, zoals in de Middellandse Zee. “Alleen Limburg lag hoog en droog tijdens het Mioceen,” vertelt Boekschoten. “Het was omgeven door kustmoerassen. De rest van Nederland lag onder water. Het was een periode waarin het Noordzeebekken langzamerhand zijn huidige vorm kreeg.”

Gastr detail

De bijzondere zeeslak Xenophora beplakt zichzelf met resten van andere schelpen en neemt zo de perfecte camouflage aan. Dit Miocene exemplaar, vers uit de modder, heeft zich eveneens bedekt met flinterdunne restjes van andere schelpen. In een andere schelp zijn boorgaatjes zichtbaar. Het schelpdier is er door zijn vijand zo te zien uitgezogen. Dan is er nog een Glossus, (voorheen Isocardia, vanwege zijn hartvorm). Het zijn allemaal wondertjes der natuur. Annemieke van Roekel

Geen ijskappen

Maar hoe zag die Miocene en Oligocene wereld er dan uit? Boekschoten: “Tijdens het Oligoceen stond de zeespiegel veel hoger dan in de periode erna. Er waren geen ijskappen, het Noordzeebekken was breed en de uitlopers van de Noordzee liepen tot aan het noordelijk deel van de Alpen. Nederland lag dus verder en dieper in zee. Uit het Oligoceen stamt de klei die we nu op de bodem van de kuil zien, met daarop het Miocene zand dat doorloopt tot bijna aan het maaiveld. Dat deze afzettingen nooit zijn versteend heeft ermee te maken dat ze nooit bedekt zijn geweest door dikke lagen sediment”.

Koraal detail

Solitair koraal die leefde op een kleiige zeebodem. Annemieke van Roekel

Groenzand

“Het Miocene zand, wat je hier op die hopen ziet liggen, bestaat voornamelijk uit het mineraal glauconiet”, vertelt Boekschoten. “Bijzonder is dat dit zand weer veel ouder is dan de laag waarin het uiteindelijk is afgezet, en al tijdens het Oligoceen op de zeebodem is gevormd. Pas tijdens het Mioceen is het als het ware ‘uitgespoeld’ door het zeewater. De kleideeltjes spoelden weg en alleen de zwaardere deeltjes – het glauconietzand – bleven liggen. Als je goed kijkt zie je dat het niet zwart is, maar een groene glans heeft. We noemen het daarom ook wel ‘groenzand’. Dateren is niet eenvoudig want het mineraal is dus veel ouder dan de laag waarin het nu voorkomt. Maar om te dateren kun je dus die schelpen gebruiken, want daarvan weten we ongeveer in welk tijdperk ze leefden.”

P9020050

Ook afkomstig uit de Oligocene oceaan is de septariënklei (op de voorgrond): brokken klei met kalkconcreties. Annemieke van Roekel

Vruchtbare aarde

Het oogt bijna als vruchtbare aarde. Dit groenzand (ja, het is één woord!) zou je als leek verwarren met de composthoop in de achtertuin. “Het is ook wel gebruikt om voetbalvelden op te hogen,” weet Boekschoten. Maar het verweert heel snel tot klei, dus dan heb je er niet zoveel aan. In de ondergrond, zoals hier onder dit grasland, vindt er nauwelijks verwering plaats zolang glauconietzand niet in aanraking komt met stromend water. En dat is nu precies de omstandigheid die we hier aantreffen: door het keileem en het bovenste laagje verweerde, in klei omgezette glauconietzand dringt nauwelijks regenwater door.

Opslag voor kernafval

Van de Oligocene klei op de bodem van de kuil – Rupelklei ofwel Boomse klei (uit de Formatie van Boom) – die nog steeds dient als grondstof voor de productie van bakstenen, weet Boekschoten dat het idee bestaat om er ondergronds kernafval in op te slaan, omdat het zo’n vaste massa is. Nu denken we daar maar even niet aan. Op deze maandag gaat het over mooiere dingen.

De meest bijzondere vondsten, incl. nieuwe soorten van deze Miocene locatie (laag van Miste) zullen in 2015 worden tentoongesteld in Naturalis.