| IJstijdsporen op zwerfstenen |
 |
 |
 |
|
De laatste ijstijd, in de geologie het Weichselien genoemd, eindigde 11.600 jaar geleden. Binnen 11 tot 50 jaar steeg de gemiddelde temperatuur met vele graden. Daarmee begon het warme Holoceen, een periode waarin we nu nog leven. Het Weichselien is niet de enige ijstijd geweest. In de afgelopen 2,4 miljoen jaar zijn er op zijn minst zo'n 23 koudeperioden geweest, van elkaar gescheiden door relatief kortdurende warmere intermezzo's. Koude was regel gedurende het Pleistoceen.
In de afgelopen 500.000 jaar is het noorden van ons land tweemaal door een dik pakket Scandinavisch landijs bedekt geweest. De eerste maal was tijdens het Elsterien (Elster-ijstijd). In de ijstijd daarna - het Saalien, zo'n 150.000 jaar geleden - gebeurde dat nogmaals. De gevolgen van de ijsbedekking uit de Saale-ijstijd zijn voor ons land van grote betekenis geweest. De belangrijkste contouren in ons landschap dateren namelijk uit die tijd.
De gevolgen van schuivend ijs Schuivend landijs in het Saalien nam van de ondergrond waarover het bewoog losse bodemlagen op als klei, zand, maar ook grind en stenen. Stenen en zelfs rotsblokken werden afgeschuurd, kapotgedrukt, deels vergruisd en fijngemalen. De rotsige ondergrond waarover het ijs bewoog veranderde daardoor op grootse wijze. In Scandinavië zijn tijdens de ijstijd heel wat meters keiharde rotsondergrond verdwenen, intensief afgeschuurd en bekrast.
De gevolgen van de ijsbedekking destijds is vandaag-de-dag nog overal in die landen zichtbaar. Rondachtig afgesleten bultrotsen, afgeschuurde steenoppervlakken met daarop reeksen parallel verlopende krassen, talloze drukbarsten e.d. zijn zonder veel moeite te vinden.
IJs gedraagt zich onder druk plastisch. Bij het voortschuiven kunnen ijsmassa's zich met elkaar vermengen of over elkaar heen glijden. Stenen die eerst in de zool van het landijs zaten, kwamen daardoor soms op een hoger niveau in het landijs terecht, waar ze veel minder van het transport te lijden hadden. Op deze wijze zijn enorme hoeveelheden gletsjerpuin uit Zuidwest-Finland en het noordoosten van de Oostzee los van de ondergrond honderden kilometers in het ijs naar het zuiden getransporteerd en als zgn. rode keileem uiteindelijk in het Hondsruggebied afgezet.
Hoewel er talrijke, soms heel mooie, voorbeelden zijn van zwerfstenen die vrijwel zonder afschuring en polijsting de reis van Zuidwest-Finland naar Drenthe hebben doorstaan, zijn de meeste keien op zijn minst aan de randen en de hoeken flink afgeschuurd. Soms tonen zwerfstenen overduidelijke sporen van het ijstransport. Vaak zijn dit krassen, maar ook de vorm van de zwerfkei zelf kan erg karakteristiek zijn doordat deze bepaald is door een specifiek afschuringsproces.
Sporen uit het Saalien
Gletsjerkrassen Tussen zwerfstenen is het niet moeilijk om exemplaren te vinden waarvan een of meer oppervlakken typische krassen vertonen. Het zijn sporen van het ijstransport van de steen. Soms zijn het maar enkele krassen en verlopen ze min of meer parallel aan elkaar. Minstens zo vaak vinden we zwerfstenen met een vlak, glad afgeschuurd oppervlak waarover talrijke parallelle en vaak diepe krassen lopen. Deze stenen waren ingevroren in de voet van het landijs waarbij ze over de rotsige ondergrond bewogen en daardoor afschuurden. Het duidelijkst vinden we dergelijke vlakken met gletsjerkrassen bij grote zwerfstenen. In de Keientuin van het Hunebedcentrum in Borger liggen talrijke voorbeelden. Moeilijker is het om kleinere zwerfstenen te vinden met krasvlakken. Het vaakst lukt dat nog bij kwartsitische zandstenen en helemaal bij Ordovicische en Silurische kalkstenen. De zandstenen zijn door hun homogene en korrelige structuur makkelijker en ook zichtbaarder te bekrassen en kalkstenen omdat die veel zachter zijn.
Intermezzo In 1875 had de Zweedse geoloog Otto Torell zijn 'finest day', toen hij tijdens een congres in Berlijn 's avonds tijdens een lezing kon melden dat hij in het nabijgelegen Rüdersdorf kalksteenlagen had gevonden die sterk afgeschuurd waren en duidelijke gletsjerkrassen vertoonden. Dergelijke afgesleten rotsen en krassen kende hij wel uit zijn woonomgeving in Zweden maar niet uit het veel zuidelijker Duitsland. Zijn mededeling dat in het verleden ook in Noord-Duitsland sprake moest zijn geweest van een bedekking door ijs, sloeg in als een bom. Zijn verhaal kwam min of meer over als een revolutie in de toenmalige geologie.
Otto Torell (1828 - 1900) Muschelkalk oppervlak met gletsjerkrassen in Rüdersdorf
Naast bijval ontmoette Torell vooral scepsis en ongeloof. Maar nadat men in de jaren daarna op steeds meer plaatsen bewijzen vond van afzettingen die door gletsjerijs moesten zijn gevormd en vondsten van zwerfkeien met gletsjerkrassen, begon het besef door te dringen dat Noordwest-Europa in het verleden misschien wel meerdere malen door landijs bedekt moest zijn geweest. Ook in Nederland werd deze theorie tegen het einde van de 19e eeuw algemeen geaccepteerd. Dit had tot gevolg dat men aan Universiteiten, vooral aan die van Groningen, tientallen jaren lang veel tijd en energie stak in allerlei onderzoekingingen. Ook zijn in die tijd omvangrijke zwerfsteenverzamelingen aangelegd en beschreven.
Facetsteen Facetstenen zijn zwerfstenen waarop minstens twee vlakken met gletsjerkrassen aanwezig zijn die elkaar onder een hoek ontmoeten. De krassen op de vlakken lopen in verschillende richtingen. De steen op de foto is een Beyrichiënkalk die gevonden is op het steenstrand aan de voet van een keileemklif bij Heiligenhafen (Oostzee). De zwerfsteen is een fragment van een veel grotere plaatvormige kalksteen met gletsjerkrassen die tijdens het transport in stukken moet zijn gebroken. Het brokstuk is onder een iets andere hoek opnieuw in de zool van het landijs vastgevroren en vervolgens verder afgeschuurd.
Facetsteen van groengrijze Beyrichiënkalk met twee vlakken met gletsjerkrassen - Heiligenhafen (Dld.)
Druk- of parabolische barsten Harde kwartsitische zandstenen, porfieren en vuurstenen en soms ook granieten vertonen aan het oppervlak soms afzonderlijke of achter elkaar gelegen reeksen hoefijzervormige barsten. De barsten zijn vaak gekoppeld aan gletsjerkrassen. De gebogen lijntjes liggen met hun open einde in dezelfde richting. Het zijn drukbarsten veroorzaakt doordat een harde steen onder grote druk over het oppervlak heeft bewogen. Die beweging gaat niet vloeiend, maar verloopt letterlijk met horten en stoten. Iedere stoot veroorzaakt een barst. De open zijden van de kromme of parabolische barsten geven de bewegingsrichting van het ijs aan.
Gletsjerbodemstenen Dit zijn veelal grote zwerfstenen en zwerfblokken waarvan een van de zijden opmerkelijk vlak is afgeschuurd en bekrast. Dikwijls vertonen de stenen een afgeronde zijkant met krassen die in dezelfde richting lopen. De tegenoverliggende zijde van de kei is opmerkelijk veel onregelmatiger en is vaak weinig of nauwelijks afgesleten. Hierin is het oorspronkelijke breukvlak te herkennen waarlangs de kei door het landijs uit het rotsverband in Scandinavië is losgebroken. De keien bezitten een afgesleten en bekrast oppervlak dat meestal niet veroorzaakt is door het transport, maar ontstaan is door het voortbewegen van het ijs over de rotsondergrond toen de kei daar nog deel van uitmaakte.
Hoewel ijs zelf niet hard is, schuren gletsjers en landijs de ondergrond met behulp van in het ijs vastgevroren stenen sterk af. De harde rotsondergrond wordt in de bewegingsrichting van het ijs afgeslepen, waarbij een patroon van evenwijdige krassen en gleuven ontstaat. Indien het landijs aan de rotsondergrond is vastgevroren en tegelijkertijd voortwaarts beweegt, oefent het een geweldige trekkracht uit op de onderliggende rots. De druk van het enorme pakket ijs speelt daarbij een belangrijke rol. IJs is in staat om op die manier kleinere en grotere rotsblokken uit het rotsverband los te trekken en als zwerfsteen verder te transporteren. In Scandinavië zijn op zeer veel plaatsen fraaie voorbeelden te vinden van prachtig en soms heel bizar afgeschuurde rotsen en daarnaast ook plaatsen waar de harde rots grillige breukvlakken laat zien. Deze laatste markeren de plaatsen waar het landijs in de laatste ijstijd grote rotsbrokken heeft losgebroken.
Quetschsteine Voor deze Duitse uitdrukking bestaat geen goed Nederlands woord. Met Quetschsteine bedoelt men zwerfstenen die tijdens het transport in het landijs door drukbelasting gebroken of zelfs geheel verbrijzeld zijn. De brokstukken zijn bij elkaar gebleven en door afscheiding van secundaire kalk weer aaneengekit.
Quetschsteine komen vooral voor in kalkrijke, kalksteenhoudende keilemen, zoals op de noordelijke Hondsrug tussen Haren en Groningen. De rode keileem daar is op sommige plaatsen extreem rijk aan zwerfstenen, waardoor keienpakkingen gevormd zijn. De keileem bevat behalve veel kristallijne zwerfstenen bijzonder veel paleozoïsche kalkstenen uit het Ordovicium en het Siluur. Veel zwerfstenen uit deze keienpakkingen zijn vaak gebroken. Sommige kalkstenen bestaan uit een verzameling van hoekige, aaneengekitte fragmenten. De oorspronkelijke vorm van de steen is vaak nog te herkennen omdat de steenfragmenten als legpuzzelstukjes aan elkaar passen. Quetschsteine zijn door drukbelasting ontstaan doordat de stenen tussen andere zwerfkeien bekneld zaten en verbrijzeld werden. Door de rijkdom aan kalk in de keileem zijn de brokstukken door uitscheiding van secundaire kalk weer aaneengekit. Zo zijn in feite kalkbreccies ontstaan, die Quetschsteine genoemd worden.
Gletsjermolenstenen Onder de noordelijke zwerfstenen vinden we zo nu en dan prachtig regelmatig afgeronde exemplaren. Sommige zijn symmetrisch ellipsvormig of bijna bolrond. Deze rolronde stenen noemt men ‘gletsjermolenstenen’. Ze ontstaan op plaatsen in het ijs of in de onderliggende rotsbodem waar smelt- of rivierwater snel rondwervelt. De stenen wentelen door het snelstromende water voortdurend in een kringetje rond waarbij ze elkaar langzamerhand rond slijpen. Gletsjermolenstenen zijn een ‘must’ voor de zwerfsteenverzamelaar. Zeldzaam zijn ze niet.
Botsfiguren Sommige zwerfstenen, vuurstenen voorop, zijn zo hard dat alleen de hoeken en randen afgeslepen worden. Worden ze echter blootgesteld aan een langdurig proces van botsen en stoten dan ronden ze af tot rolstenen, die vaak ook wat gepolijst zijn. Aan de buitenzijde van de stenen zien we een patroon van talloze ronde of sikkelvormige lijntjes. Het zijn botsfiguurtjes die vooral aan vuurstenen bijzonder goed te zien zijn. De gebogen lijntjes zijn barstjes die ontstonden bij de talloze stevige botsingen met andere stenen op de bodem van (smeltwater)rivieren of aan het strand.
Rolstenen Grind en stenen zijn in ons land uit zo'n beetje alle windstreken aangevoerd: Noorwegen, Zweden, Finland, Rusland, Polen, Duitsland, Frankrijk, noem maar op. Vooral tijdens de ijstijden is veel los gesteentemateriaal in heuvels en berggebieden door vorstwerking vrijgekomen en door rivieren en smeltwaterstromen stroomafwaarts getransporteerd. Al rollend, schuivend en botsend bewegen de stenen met het water mee over de rivierbodem. De slijtage tijdens dit transport is groot. De eerst nog hoekige brokken en brokstukjes veranderen al snel in afgeronde stenen. Dergelijke door rivieren verplaatste stenen noemt men rolstenen. Ze kunnen klein of groot zijn. Niet zelden zijn hoekig afgeronde Scandinavische zwerfstenen in smeltwaterrivieren tot rolstenen afgerond.
Sporen uit het Weichselien Tijdens het Weichselien bleef het landijs buiten onze landsgrenzen. Het ijs reikte in zijn maximale uitbreiding tot aan de Elbe bij Hamburg. Niettemin waren de gevolgen voor ons land groot. Ook zonder ijsbedekking was het hier duizenden jaren achtereen bitter koud en was de ondergrond tot vele meters diepte permanent bevroren. Van enige vegetatie was nauwelijk sprake. Zwerfstenen die toen aan de oppervlakte lagen zijn door het heersende klimaat sterk beïnvloed. Een groot aantal vuurstenen vroor in die tijd letterlijk kapot.
Gedurende het Pleniglaciaal en vooral tijdens het laatste deel ervan (28.000 - 12.500 jaar geleden) was het bijzonder koud. In het woestijnachtige landschap traden stof- en zandstormen op. In onze streken werden op uitgebreide schaal lagen dekzand afgezet, zand dat door wind en sneeuwsmeltwater van elders werd aangevoerd.
Windlak In stuifzandgebieden en vooral aan het strand kennen we de werking van stuivend zand maar al te goed. De fijne prikjes van verwaaiende zandkorrels zijn duidelijk op de huid te voelen. Als zandkorrels door de wind verplaatst worden maken zij stuiterende bewegingen. Botsen zij tegen andere voorwerpen aan dan worden deze langzamerhand gezandstraald. Iedere botsing van een zandkorrel veroorzaakt een heel klein krasje. Stenen worden hierdoor op den duur glad geslepen. Harde, dichte gesteenten als vuursteen en kwartsiet, krijgen een typische vet- of lakglans. In de geologie staat dit bekend als windlak.
In het laatste deel van het Pleniglaciaal was hier nauwelijks sprake van vegetatie. De bodem lag open aan weer en wind. Op de hogere delen van het landschap spoelden keileemlagen door erosie geleidelijk uit waarbij alleen de zwaarste bestanddelen bleven liggen. Dit waren vooral stenen vermengd met grof zand. Dit restlaagje noemt men keizand.
Keizandoppervlak met talrijke noordelijke zwerfsteentjes op het Balloërveld bij Rolde (Dr.)
Keizandoppervlakken hebben destijds op grote schaal blootgestaan aan verstuivend zand en stof, vandaar dat daar bijzonder veel stenen en vooral vuursteentjes te vinden zijn met een windlakglans. Eén van de gebieden waar dit vandaag-de-dag nog heel goed te zien is, is het Balloërveld bij Rolde in Drenthe. Op sommige zandpaden en in een paar zandverstuivingen daar liggen duizenden glimmende vuursteentjes, allemaal met windlak.
Windlak plus Vuurstenen vertonen door hun dichte glasachtige structuur windlak effecten het mooist. Ze zien er uit alsof ze gelakt te zijn. Sommige vuurstenen bezitten echter zo'n sterke glans dat het lijkt alsof ze echt zijn gevernist. De sterke glans hier is niet alleen veroorzaakt door botsende zand- en stofkorrels. Hier was ook een ander proces werkzaam.
In droge aride klimaatsomstandigheden gaat het onder bepaalde voorwaarden kiezel (SiO2) in oplossing. Vuursteen bestaat uit een innig mengsel van opaal, chalcedoon en kwarts, alledrie vormen van kiezel. Opaal gaat het makkelijkst in oplossing en migreert met het grondwater mee. Afhankelijk van de omstandigheden zet het oploste opaal zich af op het oppervlak van andere stenen, waaronder ook vuursteen. Het is net alsof de steentjes overdekt zijn geraakt met een 'glaslaagje'.
Gerolde vuursteen, rondom overkiezeld met een secundair laagje opaal - Holterberg (Ov.)
Op verschillende plaatsen in Friesland, Overijssel en Drenthe zijn voorbeelden van dergelijke sterk glanzende vuurstenen gevonden, ook in geologisch veel oudere afzettingen (Formatie van Peize). Onderzoek aan een van de vondsten heeft onomstotelijk aangetoond dat er sprake is van de afzetting van een secundair laagje opaal over het totale oppervlak.
Verkiezelde solitaire rugose koraal uit het Ordovicium met kiezelringen. Het fossiel is secundair overkiezeld door opaal. Gevonden in Vroeg-Pleistocene rivierafzettingen (Formatie van Peize) - Noordbroek (Gr.)
Momenteel is in de archeologie een discussie gaande over windlakverschijnselen en de afzetting van opaal op vuursteen. Nader onderzoek zal duidelijk moeten maken in hoeverre windlak inderdaad windlak is en of er niet sprake is van een combinatie van effecten.
Vorstbarsten Dit zijn scheuren en barsten in zwerfstenen die ontstaan zijn door vorstwerking. Vooral vuursteen is hier gevoelig voor. Vuursteen heeft weliswaar een dichte structuur, maar door de microkristallijne bouw neemt het makkelijk water op. Bij vorst bevriest het water in de microporiën, wat tot spanningen leidt. Herhaaldelijk bevriezen en ontdooien veroorzaakt barsten, die de neiging hebben geleidelijk groter en dieper te worden. In de ijstijd zullen van vuurstenen op grote schaal scherven zijn afgesprongen. Voorbeelden hiervan zijn makkelijk te vinden.
Soms lijken de gevonden vuurstenen nog stevig, maar is een kleine slag met de hamer al voldoende om ze in talloze brokstukken uiteen te laten vallen. Deze breukgevoeligheid vormde in de prehistorie een probleem om vooral grotere werktuigen uit vuursteen te maken. De kans op mislukken was door de aanwezigheid van onzichtbare vorstbarsten vrij groot.
Windkanters Dit zijn de ultieme voorbeelden van stenen die aan een langdurige zandstraalwerking zijn blootgesteld. Windkanters bezitten opvallende platte glanzende vlakken, die een hoek met elkaar vormen; de vlakken zijn door ribben van elkaar gescheiden. Windkanters ontstaan alleen in onbegroeide woestijngebieden, waar wind vrij spel heeft in de aanwezigheid van zand en stof. Een andere voorwaarde voor het ontstaan van windkanters is dat de wind lange tijd uit een bepaalde voorkeursrichting waait. In de tweede helft van de laatste ijstijd lagen in sommige delen van ons land zwerfstenen op keizandvlakten vele honderden jaren achtereen bloot aan de oppervlakte. Waarschijnlijk zijn de meeste windkanters in enkele tientallen jaren tijds ontstaan.
Windkanters zijn er in allerlei vormen. Doorslaggevend was de oorspronkelijke vorm van de zwerfsteen en vooral ook het soort gesteente. Uit homogene, fijnkorrelige zandstenen en kwartsieten zijn de mooiste windkanters ontstaan.
Veel rivierrolstenen op de Veluwe en in het Gooi-gebied hebben vaak al een grove, onregelmatige ellipsvorm. Afhankelijk van hun ligging ontstonden hieruit spoelvormige windkanters met twee schuine, in de lengterichting verlopende vlakken, die samen een soort dakje vormen. Meer rondachtige stenen, zoals vaak bij noordelijke zwerfstenen het geval is, werden vaker in een piramidevorm geslepen. De mooiste onder hen bezitten drie vlakken en zijn prachtig symmetrisch.
In Sellingerbeetse in Oost-Groningen komen uitsluitend windkanters voor van noordelijke zwerfstenen.Daaronder schuilen veel granieten en gneizen. Hoewel de meeste stenen daar een flinke zandstraalwerking hebben ondergaan, zijn echt mooie windkantervormen in de minderheid. De meeste windkanters daar zijn wat aan de onregelmatige kant.
Overige windsporen Windkanters vinden we maar op enkele plaatsen in ons land. Daarbuiten vertonen de zwerfstenen die in het keizand zaten weliswaar kenmerken van zandstraalwerking en polijsting, maar er ontstonden geen windkantervormen. Toch zijn bij veel van deze stenen wel sporen te vinden van afslijting door verstuivend zand. De randen van de keien zijn vaak enigszins rondachtig afgeschuurd terwijl sommige vlakken van de steen ietwat uitgehold zijn.
Karakteristiek zijn stenen met vlakken met kuiltjes (putten) die in de windrichting spits ellipsvormig verlengd uitgeblazen zijn. Voorwaarde voor dergelijke uitblazingskratertjes is de aanwezigheid van aggregaten van zachtere mineralen als biotiet en hoornblende, zoals in sommige granieten. Vergelijkbaar uitgesleten steenoppervlakken komen ook voor bij sommige vlekkenzandstenen. De zandkorrels in de vlekken waren onderling minder sterk met elkaar verkit dan die in hun omgeving. De vlekken werden tot ondiepe kratertjes uitgeblazen met ook hier weer een karakteristieke staartvormige verlenging. De kuiltjes en hun verdiept liggende staarten lopen allemaal in dezelfde richting. En dan zijn er ook nog napjesstenen. Dit zijn zwerfstenen waarvan het oppervlak bezet is met talrijke aan elkaar grenzende en elkaar deels afsnijdende uitblazingskuiltjes. Het oppervlak van de stenen bezit daarbij vaak een sterke windlakglans.
Gezandstraalde kwartsitische zandsteen met uitblazingsnapjes - Wilsum (Dld.)
|
