DE GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE MAATSCHAPPIJ VOOR GOEDE EN GOEDKOOPE LECTUUR ONDER LEIDING VAN L. SIM ONS EN JHR. DR. NICO VAN SUCHTELEN r ^ WERELDBIBLIOTHEEK DR. B* G. ESCHER DE GEDAANTEVERANDERINGENONZER AARDE ALGEMEENE GEOLOGIE MET EEN 200-TAL ILLUSTRATIES DERDE DRUK - 10-12e DUIZENDTAL 1927 Dit werk maakt een onderdeel uit van onze reeks ENCYGLOPAEDIE IN MONOGRAFIEËN In dit werkje worden voor Noord, West, Zuid en Oost, de internationale teekens N, W, S, (Sud, South, Süden) en E (Est, East) gebruikt. Waar in dit boek een getal tussohen vierkarite haakjes [ ] geplaatst staat, beteekent dat steeds de ouderdom der aardlagen, vefsteeningen of gebeurtenissen volgens de getallen van de decimale indeeling der Stratigrafie en zal dus steeds de Sleutel van een decimale indeeling der Stratigrafie, tabel No. II moeten worden geraadpleegd. A. W. J. REMMERSWAAL DEN HAAG DRUKKERIJ EN BINDERIJ VAN DE WERELDBIBLIOTHEEK VOORBERICHT VOOR DEN EERSTEN DRUK I^^^^^SEOLOGIE is een wetenschap, die in bergachliPfpiPil rï^e 'ant*en minstens even populair is als lïlib^ill P'ant^unt^e en dierkunde. Daar komen de beIp^plfjPp woners dagelijks in aanraking met verschijnÉjJSrhrnmïrfe selen, die hun nieuwsgierigheid prikkelen. Het is niet slechts een belangstelling voor het schoone en aangrijpende der „doode" natuur om hen heen, met haar scherp geteekende kammen, haar wilde bergstroomen, haar diepe kloven en haar blauw-witte gletschers of haar statige vulkaanprofielen; veel dwingender worden de bewoners tot onze wetenschap gevoerd wanneer hun goed en bloed bedreigd wordt, wanneer een aardbeving hun woningen in puin legt, een vulkaan hun bouwgrond onder asch bedelft, een aardschuiving hun dorp bedreigt, een lahar (modderstroom) hun have wegvaagt, een lawine elk voorjaar hun gemeente teistert; dan doet zich bij ieder de vraag voor: waarom deze ellende? In landstreken, waar sinds eeuwen mijnbouw uitgeoefend wordt zooals in Saksen of de Harz, waar de bevolking van de schatten der aarde leeft, ontwaakte de belangstelling voor de geologie uit een tegenovergestelde opwelling: déér komt menigeen op de vraag: hoe en waarom zijn hier zulke rijkdommen in den schoot der aarde? In Nederland sliep tot voor korten tijd de belangstelling voor de aardkunde geheel. Had men voor 20 jaren een enquête onder onze bevolking gehouden, om uit te maken hoeveel er wisten wat geologie ongeveer is, er zou, naar ik vermoed, slechts een klein aantal op die vraag een antwoord hebben kunnen geven. Het is meer dan eens voorgekomen, dat mij door ontwikkelde menschen gevraagd werd: „En wat studeert U"? — „Geologie". — „Zoo, theologie, dat is een mooi beroep, dat U gekozen hebt!" Helaas moest ik die menschen teleurstellen, maar om hun duidelijk te maken, wat dan eigenlijk wel het VI GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE onderwerp van mijn studie was, bleek niet eenvoudig te zijn. Sedert de Nederlandsche Staat een mijnbouwkundig bedrijf in Zuid-Limburg exploiteert en de Kamerverslagen en courantenberichten zoo nu en dan eens iets over steenkoolontginning meedeelen, sedert de Rijksopsporing van delfstoffen een uitgebreide boorcampagne over het Oosten en Zuiden van ons land in het leven heeft geroepen, sedert onze Koloniën behalve goud en tin ook petroleum zijn gaan leveren, ontwaakt echter ook bij ons langzaam de belangstelling voor de moederwetenschap dezer bedrijven. Het Geologisch Mijnbouwkundig Genootschap voor Nederland en Koloniën, dat in 1912 opgericht werd en twee secties omvat: een mijnbouwkundige en een geologische, heeft zich als één zijner doeleinden „het opwekken in ruimen kring in Nederland en Koloniën van belangstelling voor mijnbouw en geologie" gesteld, en telt onder de leden der Geologische Sectie talrijke mannen en vrouwen, die, ofschoon zij geen vakmenschen zijn, uit belangstelling voor de aardkunde toetraden. Is het eigenlijk niet vreemd, dat iemand die de natuur bewondert, wel bloemen en dieren kent en niet den bodem waarop deze en hij zelf leven? En behoort niet een Nederlander, die belangstelt in zijn koloniën, ook wat te weten van aardbevingen, vulkanen en koraalriffen? Met groot genoegen heb ik de samenstelling van dit werkje over geologie op mij genomen, nadat Prof. Dr. H. G. Jonker door andere werkzaamheden verhinderd was dit deeltje der „Encyclopaedie in Monografieën" voor de Wereldbibliotheek te schrijven. Er deden zich echter een reeks van moeilijkheden voor, die ten deele de mij opgelegde taak des te dankbaarder maakten. In de eerste plaats moet ik er op wijzen, dat er geen oorspronkelijk Nederlandsch werk over geologie bestaat, dat er eenigszins aanspraak op kan maken de moderne opvattingen onzer wetenschap weer te geven. Sedert in VOORBERICHT VII 1876 Hartogh Heijs van Zouteveen „De aardschors en hare gedaante, Populaire schetsen op het gebied der geologie" in het licht gaf, verscheen hier te lande in onze taal geen overzicht der aardkunde. In Indië verscheen in 1892 van de hand van N. Wing Easton: „Handleiding tot de kennis der praktische mineralogie, geologie en mijnontginning", dat ten doel had de opzichters bij het mijnwezen de grondbegrippen van geologie en mijnbouw te leeren; dit werk is buiten dien kring helaas slechts weinig bekend geworden. Sedert dien tijd heeft de geologie zich met groote sprongen ontwikkeld en er zijn tal van vaktermen in verschillende vreemde talen gevormd, die bij ons nog op een vertaling wachten. Wel is er een nomenclatuur-commissie door de Geologische Sectie van het hier boven genoemd genootschap gevormd, maar zij is met haar arbeid nog niet gereed. Een dankbaar gebruik werd door mij van de „Voorloopige tektonische woordenlijst" van Prof. Dr. G. A. F. Molengraaff gemaakt. Voor verschillende andere termen stond ik echter voor de vraag ze of in de oorspronkelijke taal te gebruiken, öf ze door Nederlandsche van eigen vinding te vervangen. Het scheen mij in het kader, waarin dit werkje verschijnt* beter te passen, den laatsten weg in te slaan. Een tweede moeilijkheid lag in het illustratie-materiaal. De meeste populaire werkjes over de geologie in vreemde talen trachten wel in den text eenvoudig te zijn, maar ter verduidelijking daarvan zijn bijna steeds reproducties uit streng wetenschappelijke verhandelingen overgenomen. Een gunstige uitzondering maken daarop: J. Walther: „Vorschule der Geologie" en enkele afbeeldingen bij A. Sieberg „Der Erdball". Ik kon hier des te minder zulke afbeeldingen overnemen, omdat de meeste landgenooten zoo weinig in de gelegenheid zijn geologische verschijnselen in de natuur waar te nemen. Een natuurlijk profiel door aardlagen komt hun zelden onder de oogen en daarom zullen zij zich uit een geteekende doorsnede moeilijk de ruimte kunnen voorstellen. Om hieraan tegemoet te komen, ben ik VIII GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bij den grooten Anierikaanschen geograaf W. M. Davis in de leer gegaan. Wat hij op elegante wijze voor de verklaring der landoppervlakte-vormen deed, namelijk door deze in blokdiagrammen te schetsen, heb ik getracht ook voor den inweadigeo bouw der aardkorst te doen. Ik ben mij wel bewust, dat op een groot deel der hier afgedrukte stereogrammen kritiek uitgeoefend kan worden. Verscheidene zou ik nu liever anders teekenen, maar het is misschien verstandiger de kritiek van vakgenooten af te wachten, die geheel onbevangen tegenover die afbeeldingen staan. Ik hoop door deze schematische teekeningen althans voor niet vakmenschen duidelijker geworden te zijn. Enkele voortreffelijke blokdiagrammen van Zwitsersche geologen werden in het hoofdstuk over bergvorming opgenomen. Alle stereogrammen werden in parallel-perspectief geteekend, ten deele omdat dat eenvoudiger is, ten deele omdat dan verhoudingen in den voorgrond en achtergrond beter vergeleken kunnen worden. Eén juist gekozen schematische teekening geeft meer dan tien fotografieën ooit kunnen geven; maar er ligt het gevaar van subjectieve voorstelling in opgesloten, terwijl fotografieën als bewijsmateriaal kunnen gelden. Meer autotypieën op te nemen liet het'kader van dit werkje echter niet toe, Er bestaan trouwens op geologisch gebied voortreffelijke, naar fotografieën geïllustreerde werken, die ieder kan raadplegen, die zuiver objectieve afbeeldingen wenscht. Eindelijk de derde moeilijkheid: dikwijls hoorde ik van belangstellenden in de geologie de verzuchting, dat wij zooveel vaktermen gebruiken. Of er nu in onze wetenschap meer, voor-den-leek-onbegrijpelijke benamingen voorkomen dan in andere natuurwetenschappen, betwijfel ik; maar de klacht van den niet vakman verliest daardoor niet aan waarde. Ik heb getracht daaraan tegemoet te komen, door een reeks van den-leek-niets-zeggende namen van aardlagen uit te schakelen en door getallen te vervangen. Dit eerste principe waarmede ons op een Middelbare School in Aar au (Zwitserland) door den bekenden geoloog en be- VOORBERICHT IX kwamen paedagoog Fr. Mühlberg de natuurlijke opeenvolging der lagen in de omgeving van het stadje duidelijk gemaakt werd, vereenigde ik met de uit wetenschappelijke bibliografieën bekende decimale indeeling, die vooral door de inspanning van den Amerikaan Dewey een uitgebreide toepassing in Brussel en Zürich op het Consilium Bibliographicum vond. Aangezien ik mij nooit speciaal met stratigrafie heb beziggehouden, heb ik die getallen toegepast op de indeeling der aardlagen, die E. Haug in zijn „Traité de Géologie" gaf. Voor een gemakkelijk gebruik is op de tabel No. II tevens de vroeger algemeen gebruikelijke nomenclatuur der hoofdonderdeelen der stratigrafie aangegeven. Voor vakmenschen met een goed geheugen, die door namen als Old-red [33], Buntsandstein [411], en Calcaire grossier [51121] dadelijk aan de plaats herinnerd worden, die deze lagen in de relatieve tijdschaal in de geologie innemen, is de hier ingevoerde decimale indeeling overbodig; sommigen zal zij misschien zelfs lastig voorkomen. Maar indien zij minder bekende gebieden moeten bestudeeren, schijnt mij het decimale systeem ook voor hen van groot nut. Rodados Patagónicos, Piso Rocanense en Areniscas Abigarradas zegt ook hun waarschijnlijk niets, maar als wij er bijvoegen [522], zullen ook zij direct weten, hoe deze lagen van Argentinië in het in Europa wel bekende schema passen. Ten slotte rest mij nog een woord van dank uit te spreken aan Dr. L. Collet, directeur van het Zwitsersche Hydrografische Bureau, die zoo welwillend was de plaatsen, waar fosfaat-concreties door diepzee-onderzoekingen gevonden werden, op het wereldkaartje No. 2 aan te geven, aan den heer W. E. Boerman, leeraar aan het Lyceum, van wiens vindingrijkheid in het vormen van Nederlandsche vaktermen ik gaarne gebruik maakte, en eindelijk aan 5ut1 sl , c en 433.-J- dan 433.4 4 J X • GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Prof. Dr. G. A. F. Molenoraaff, Dr. R. D. M. Verbeek, Mr. W. A. J. M. van Waterschoot van der Gracht, Dr. G. van Dijk, Dr. F. Weber, Gunnar Holmsen en den Heer en Mevrouw P. Visser-Hooft, die mij welwillend fotografieën ter reproductie afstonden. 's-Gravenhage, Januari 1916 B. G. ESCHER VOORBERICHT VOOR DEN DERDEN DRUK ffi^p^|||p EDURENDE den oorlog vertoefde de schrijver illllPll in Ned--Indië- Toen er in 1919 dan ook'ten illlllÉiÉlli tijde van de zeer gebrekkige communicatie ISlllllBl tusschen het Moederland en de Kolonie, sprake ^^^Tjp^Sa van was een tweeden druk van „De Gedaanteveranderingen onzer Aarde" uit te geven, moest dit wel geschieden zonder veranderingen. Nu er echter, tien jaren na de eerste uitgave een derde druk noodig werd, moesten enkele hoofdstukken gemoderniseerd worden. Het werkje dat bedoeld was als inleiding in de geologie voor leeken, is gebleken een bruikbare leidraad te zijn bij de voorbereiding voor academische examens in de algemeene geologie en voorzag ook als zoodanig in een behoefte. Het wilde en wil ook nu niet zijn een min of meer volledig leerboek der algemeene geologie, zoodat ook nu niet gestreefd is naar volledigheid. Naast kleine veranderingen en aanvullingen werden meer ingrijpende wijzingen aangebracht in de paragrafen over koraalriffen, over het inwendige der aarde en over de geologische tijdrekening. Enkele figuren werden in overeenstemming met nieuwere opvattingen gebracht of door andere vervangen (64, 107, 114, 151, 172, 178, 185, 186, 207), terwijl twee nieuwe figuren (59 en 187) werden toegevoegd en de Wereldkaartjes ten deele nieuw werden geteekend én nu in twee kleuren werden gedrukt. Prof. Dr. H. Gerth was zoo vriendelijk fig. 64 nieuw te ontwerpen, waarvoor ik hem gaarne mijn dank betuig. Leiden, Juni 1927. B. G. ESCHER I. INLEIDING ||||||||ET ontstaan der aarde" is een vraagstuk, dat l,y Vlf:'„ veel te uitgebreid is om hier, zij het ook llliliiili slechts schematisch, in zijn geheelen omvang jP^tfJ^ii te kunnen worden behandeld. Daaronder is immmsiM toch zoowel te verstaan: het ontstaan van het hemellichaam aarde uit het onbekende, als de wording van onze planeet, zooals wij die nu kennen uit het een of ander oerstadium van dat eene hemellichaam. Het uitgangspunt van den geoloog is in het algemeen een aarde, bestaande uit een kern, hoe dan ook gevormd, waaromheen een vaste korst ligt, die zelf ten deele door water en geheel door lucht omgeven is, en waarop ons centraal hemellichaam, de zon, haar leven en beweging brengende stralen werpt. Wat voorafging aan een dusdanig stadium — dat zeer ruw beschouwd op het tegenwoordige geleek, met het groote verschil echter, dat leven er ontbrak of in slechts zeer eenvoudigen vorm aanwezig was — daaromtrent zijn verschillende hypothesen opgesteld, die voor het grootste gedeelte buiten de geologie vallen. Het is immers duidelijk, dat de vraag naar het ontstaan van dat kleine stipje aarde in de oneindige wereldruimte slechts een onderdeel is van de vraag omtrent de wording van ons zonnestelsel, of, nog algemeener, van een willekeurig zonnestelsel, en dat dit een astronomisch vraagstuk is. Kant sprak in 1755 denkbeelden uit, en onafhankelijk van hem 40 jaren later Laplace, volgens welke alle deelen van ons zonnestelsel uit een nevelmassa (een oernevel) ontstaan zouden zijn, een nevelophooping, die Laplace zich als een kogel van gloeiende dampen voorstelde. Hoe in deze gloeiende massa een draaiende beweging ontstond en hieruit zich de zon, de planeten, de manen der planeten en de kometen ontwikkelden, kan hier niet nader worden 2 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE uiteengezet. Bij dit proces ontstond ook de aarde, aanvankelijk als een gloeiende massa, die door afkoeling een korst van stollingsgesteenten kreeg. *) *] De geologie nu in den gewonen zin genomen, houdt zich bezig met de ontwikkelingsgeschiedenis van deze aardkorst. Geologie of aardkunde is de wetenschap van de geschiedenis der aardkorst, en als zoodanig een klein onderdeel van de wordingsgeschiedenis der aarde, op dit oogenblik nog het laatste deel van' dat geschiedboek. Maar het is wel een ontzaglijk groot boekdeel, verheven en lang. Heel aan het einde daarvan handelt het laatste hoofdstuk over het ontstaan van de menschenrassen, terwijl de laatste bladzijde de gewone geschiedenis bevat, dat wil zeggen het doen en laten van de menschen, voor zoover wij dit kunnen nagaan uit overblijfselen van bouwwerken, van werktuigen of eindelijk uit het geschreven woord. De veranderingen van de aardkorst kunnen niet op zich zelf beschouwd worden, want ze hebben plaats gegrepen in verband met de ermede in aanraking komende' eenheden: de atmosfeer, die er om heen ligt, het water dat op en in de korst voorkomt en het leven, dat in de drie elementen, grond, water en lucht, loopt, zwemt, zweeft of vliegt. Het blijkt dus, dat de geologie ten nauwste verband houdt met de meteorologie en de oceanografie, met de wetenschappen, die zich ten doel stellen de atmosfeer en het grootste gedeelte van de hydrosfeer te onderzoeken; maar er volgt ook uit, dat de ontwikkeling van het leven op aarde, zoowel van de planten als van de dieren, de ontwikkeling van de biosfeer, tot het uitgebreide gebied van den geoloog behoort. De wetenschap, die zich hiermede speciaal bezig houdt, wordt palaeontologie genoemd. Al deze wetenschappen zijn reeds zoo uitgebreid, dat ze zeker in aanmerking komen voor afzonderlijke behandeling. In dit werkje zal een ruim gebruik gemaakt worden van de resultaten dier onderzoekingen. Wat hier behandeld *] *) beteekent een verwijzing naar aanteekening 1, achter in het werkje. I INLEIDING 3 zal worden, zijn DE GEOLOGISCHE KRACHTEN VAN THANS EN VROEGER, die de aardkorst zoodanig veranderden, dat ze haar huidige gedaante verkreeg, een gedaante die geenszins constant is. Maar juist omdat tegenwoordig veranderingen plaats vinden en wij de uitwerking van verschillende krachten kunnen nagaan, is het mogelijk ook voor lang vervlogen tijdperken de modelleerende werkingen op te sporen. Op verschillende wijzen hebben wij een voorstelling gekregen van het binnenste der aarde; uitingen van het vulkanisme, zooals we die van uitbarstingen van vuurspuwende bergen kennen zijn er daarvan één. De moderne aardbevingsleer of seismologie heeft ons zekere inzichten over de voortplanting van trillingen door de aarde verschaft, waaruit de natuurkundigen weer bepaalde gevolgtrekkingen konden maken omtrent den toestand van het binnenste der aarde. Ook deze vraagstukken hebben weer een dusdanige uitgebreidheid gekregen, dat ze tegenwoordig een afzonderlijk vak van onderzoek uitmaken: de geophysica. Geophysici hebben het soortelijk gewicht der aarde op ca. 5,6 bepaald; het gemiddelde soortelijk gewicht der ons bekende gesteenten van de aardkorst bedraagt echter slechts 2,6. Wanneer nu de aardkorst soortelijk zooveel lichter is dan de geheele aarde, dan moet de aardkern uit een massa bestaan, die soortelijk zwaarder is dan 5,6. Wat kan dat nu voor materiaal zijn? Daaromtrent zijn slechts gissingen mogelijk, maar dan toch zulke, die niet op al te losse schroeven staan. Want 80 Magnesiumoxyde Mg O 3,49 Caloiumoxyde Ca O 5,08 Natriumoxyde Na^O 3,84 /-) Kalium oxyde K2O 3,13 ■ / Water boven 100° H2O 1,15 (uit het gesteente gedreven) Titaanoxyde TiÜ2 1,05 Fosforoxyde P2O5 0,30 Mangaanoxyde MnO 0,12 Andere stoffen 0,50 100,00 Eenige minder belangrijke oxyden zijn hierbij onder „andere stoffen" samengevoegd. Men kan echter de samenstelling ook in den vorm van elementen opgeven. In het volgende staatje vindt men de gemiddelde waarden voor stollingsgesteenten en daarnaast de gemiddelde samenstelling van de geheele lithosfeer, beide volgens Clarke en Washington (1924): 16 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Gemiddelde samenstelling 16 K.M. aardkorst Elementen Stolling.- ytho,feer gesteenten Zuurstof O 46,59 46,71 Silicium Si 27,72 27,69 Aluminium Al 8,13 8,07 Ijzer Fe 5,01 5,05 Calcium Ca 3,63 3,65 Natrium Na 2,85 2,75 Kalium K 2,60 2,58 . Magnesium Mg 2,09 2,08 Titaan Ti 0,63 0.62 Waterstof H .0.13 0.14 Fosfor P 0.13 0.13 Mangaan Mn 0,10 0.09 Zwavel S 0,052 0,052 Barium Ba 0,050 0.050 Chloor Cl 0,048 0,045' Chroom Cr 0,037 0,035 Koolstof C 0.032 0.094 Fluoor F 0.030 0.029 Zircoon Zr 0,026 0,025 Nikkel Ni 0,020 0,019 Strontium Sr 0,019 0,018 Vanadium V 0,017 0,016 Cerium + Yttrium Ce+Y 0,015 0,014 Koper Cu 0,015 0,010 Andere elementen 0,034 0,033 100,000 100,000 II DE SAMENSTELLING DER AARDE 17 Deze overeenkomst in samenstelling is toch zeker opvallend ! Van het oogenblik af, dat er een hydrosfeer op de aarde was en dat er niveauverschillen op de lithosfeer bestonden, die zoo groot waren, dat gesteenten boven het water uitstaken, ontstond verweering en transport van materiaal. Verweering, de inwerking van het water en de atmosfeer op de lithosfeer, doet gesteenten veranderen. Sommige stoffen worden opgelost, met andere stoffen vormt het water nieuwe verbindingen, die soms zelf weer oplosbaar zijn. Er blijft dan gruis over, dat niet, of beter gezegd, moeilijk oplosbaar is, en dit wordt door het stroomende water meegevoerd en naar elders getransporteerd. Korreltjes kwarts (SiCh) kunnen zoo, in den vorm van zand, door de rivieren in zee gevoerd worden en zandafzettingen vormen, die later in zandsteen kunnen overgaan. Kalk komt in opgelosten toestand in het zeewater en wordt daar door milliarden dieren gebruikt om beschermende pantsers te bouwen (schelpen, slakken, foraminiferen) of om door een kalkconstructie het weeke lichaam steun te geven (bijv. koralen). Deze dieren sterven en hun kalkpantsers vallen op den bodem van de zee. Onder den invloed van druk, temperatuur en tijd kunnen hieruit kalkafzettingen gevormd worden, waarin [duidelijke dierlijke resten ontbreken. Veelal vinden wij echter kalksteenen die nog prachtig hun ontstaanswijze aantoonen, doordat er bij duizenden overblijfselen van schelpen in zijn. Kunnen aldus afzettingen ontstaan, die uit den aard der zaak een van de stollingsgesteenten sterk afwijkende scheikundige samenstelling bezitten, elders ontstaan sedimenten, die daarmede meer overeenkomst vertoonen. Aan een rotskust, waar een stollingsgesteente steeds door de zee gebeukt wordt, ontstaat een sediment, dat bijna dezelfde samenstelling heeft als het moedergesteente; slechts de gemakkelijk oplosbare bestanddeelen zijn daaruit verdwenen. Eindelijk kunnen de stollingsgesteenten zoowel als de afzettingsgesteenten veranderingen ondergaan onder den invloed van natuurkundige krachten. Warmte en druk kunnen op 18 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE hen inwerken; en al zouden deze factoren oogenschijnlijk op een harden steen niet veel uitwerking hebben, wij mogen niet vergeten, dat in de geologie nog een bijzondere factor meespeelt, dien wij nooit in laboratoriumproeven kunnen nabootsen, dat is de TIJD. Naast deze natuurkundige krachten werken scheikundige, vooral door middel van oplossende stoffen. Al deze factoren vereenigd, kunnen sedimenten weer in kristallijne gesteenten doen veranderen en stollingsgesteenten dusdanig bewerken, dat zij een geheel ander voorkomen verkrijgen. Uit sedimenten zoowel als uit stollingsgesteenten ontstaan zoo de metamorfe gesteenten. A. STOLLINGSGESTEENTEN Stollingsgesteenten zien we tegenwoordig ontstaan bij sommige vulkanische uitbarstingen. Dan vloeit soms gloeiend-vloeibare lava in den vorm van stroomen naar beneden. Door afkoeling stollen de lavas en ontstaat een stollingsgesteente. Maar dit is niet het type van het meest voorkomende plutonische gesteente. Een ieder heeft wel eens graniet gezien. Graniet kunnen wij nu als het type van stollingsgesteenten opvatten. Met het bloote oog kan men het, evenals elk ander gesteente, het best op een versch breukvlak bestudeeren. Soms levert een gepolijst vlak ook goed studiemateriaal, nooit echter een fijn behouwen steen. Graniet bestaat uit verschillende bestanddeelen, die niet altijd dezelfde kleur bezitten, zoodat de algemeene kleurindruk, dien wij er van krijgen; verschillend is: rood, grijs en groen zijn veel voorkomende tinten. Van nabij gezien merken wij, dat de kleur van rood graniet veroorzaakt wordt door een rood bestanddeel dat daarin voorkomt naast grijze of witte en bruine, groene of zwarte. Deze bestanddeelen zijn gekristalliseerde mineralen. Het is hier niet de plaats om uit te wijden over de beteekemis van kristal en mineraal, ofschoon een juist, begrip hiervan een der grondslagen van de geologie is. De meeste II DE SAMENSTELLING DER AARDE 19 mineralen treden gekristalliseerd op, maar gewoonlijk bezitten zij niet die mooie vlakke begrenzingen, die den leek in een mineralenverzameling opvallen en hem gewoonlijk de vraag ontlokken of dat geslepen vlakken zijn. Neen, dat zijn gegroeide vlakken, die gedurende de wording en groei van het kristal ontstonden. Een typisch kwartskristal wordt in hoofdzaak begrensd door een zeszijdig prisma, dat van boven en van onderen door een zeszijdige pyramide gesloten is. Maar in dezen vorm vindt men kwarts uiterst zelden in een stollingsgesteente. Slechts wanneer een kristal zich vrij kan ontwikkelen, treden de mooie regelmatige vormen op en bij het wordingsproces der stollingsgesteenten is dat gewoonlijk niet het geval, als natuurlijk gevolg van de wijze van uitkristalliseeren der mineralen uit het magma. Een magma, dat een graniet oplevert, bezit scheikundig een bepaalde samenstelling en wanneer nu deze gloeiend-vloeibare stof uiterst langzaam in de aardkorst tot een gesteente wordt, geschiedt dit onder veranderde natuurkundige omstandigheden. De temperatuur daalt en daardoor zullen sommige elementen in het magma verbindingen aangaan, die |bij een bepaalde temperatuur in den vasten kristallijnen toe;stand overgaan. Een zekere mineraalsoort begint dan uit te ;kristalliseeren (Fig. 3-/) terwijl in den aanvang de rest nog ^gloeiend-vloeibaar is. Deze eerste mineralen kunnen zich [dus in den beginne vrij ontwikkelen en groeien langzaam. Maar hierdoor verkrijgt het restmagma een andere samenstelling, de ontstaansmogelijkheid voor andere verbindingen is hierdoor gegeven, en anders samengestelde mineralen S(Fig. 3-2 en 3) scheiden zich uit het restmagma af. Het is duidelijk, dat deze overal uitkristalliseerende mineralen elkaar beletten zullen den hun eigen vorm aan te 'nemen. De eerst gevormde mineralen hebben nog de meeste kans in hun eigen uiterlijke gedaante in het vaste gesteente Jvoor te komen; de laatste mineralen (Fig. 3, 4) moeten wen slotte alle gaatjes en holten opvullen en bézitten dus pen hun totaal vreemden vorm. De inwendige bouw der mineralen in een gesteente echter, hun scheikundige en 20 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE natuurkundige eigenschappen zijn dezelfde als in een vrij („zwevend") gegroeid kristal. In graniet nu is kwarts juist het laatst gevormde mineraal en het bezit daarom in dit gesteente nooit die fraaie vormen die wij in groepen van bergkristal, rookkwarts of amethyst, allen variëteiten van kwarts, zoo bewonderen. Een nauwkeurige studie van de meeste gesteenten kan slechts met behulp van het mikroskoop geschieden. Voor dit onderzoek zijn eenige wijzigingen aan dit instrument aangebracht, die ons in staat stellen met gepolariseerd licht te werken. Behalve de vormen zijn ook de kleuren en de interfentie-kleuren van de mineralen van belang bij hunne bepaling, en deze kunnen slechts bij gepolariseerd licht bestudeerd worden. De gesteenten worden voor dit onderzoek geslepen tot uiterst dunne plaatjes van ± 0.02 mM dikte: slijpplaatjes of dunne doorsneden genoemd. Door deze bewerking worden bijna alle bestanddeelen doorzichtig en kan men ze dus in doorvallend licht bestudeeren, terwijl slechts de weinig voorkomende ertsen en koolstof steeds Fig. 3. Schema van de granititche Structuur. II DE SAMENSTELLING DER AARDE 21 ondoorzichtig blijven. Deze moeten daarom in opvallend licht bekeken worden. Fig. 4 geeft een voorstelling van de verdeeling der hoofdmineralen over een klein deel van een slijpplaatje van een graniet. Het is dus een de werkelijkheid meer nabij komend beeld van het geval dat in Fig. 3 schematisch voorgesteld is. Fig. 4. Slijpplaatje van een graniet (van Luchon, Haute Garonne) 1. Muscoviet, 2. Biotiet, 3. Veldspaat, 4. Kwarts. Van de vele bekende mineralen treden maar betrekkelijk weinige gesteente-vormend op. De voornaamste der in stollingsgesteenten optredende mineralen zijn: 22 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE 1, Niet of weinig gekleurd. Kwarts, SiCte / Orthoklaas of Kaliveldspaat, l K Al Sis Os ) Plagioklaas of NatronveldVe ld spa at, < spaat, een mengsel in verschillende I verhoudingen van Na Al Sis O» en ( Ca Ala Si» O» N e f e 1 i e n, Na Al Si O* ( plaatsvervangers der veldL e u c i e t, K Al Siz Oo ( spaten 2. Gekleurde : A m f i b 0 0 1, (H 0 0 r n b 1 e n d e) )M fe Ca A1.Silikaten. Augiet, (Pyroxenen) ) B i 01 i e t, (donker) Magnesiumglinv mer, (HK)» (Al, Fe)» (Mg, Fe) = \ mica Sis O12 M u s c 0 v i e t / (licht) K a 1 i g 1 i m m e r, H» K Al» Si» Oiï Olivien (Mg, Fe)» SiO* Volgens Clarke bestaan de stollingsgesteenten gemiddeld uit: 59,5 % Veldspaat 16,8% Amfibool en Augiet 12,0% Kwarts 3,8 % Biotiet 7,9% Overige mineralen Er moet hier gewezen worden op het feit, dat sommige groepen van stollingsgesteenten bijzonder rijk zijn aan nefelien, leuciet of olivien. GENETISCHE INDEELING DER STOLLINGSGESTEENTEN Graniet behoort tot de groep der diepte-gesteente (abyssische gesteenten), die geheel uit kristallen opgebouwd zijn (volkristallijne gesteenten), en waarbij de samenstellende deelen naar geen enkele richting op een II DE SAMENSTELLING DER AARDE 23 bijzondere wijze gerangschikt zijn. Men ziet de diepte-gesteenten zoo goed als nooit ontstaan 8). De gewoonlijk nogal groote kristallen, die bijna steeds met het bloote oog duidelijk te onderscheiden zijn, wijzen op een uiterst langzame afkoeling van het magma. Het geologisch optreden dezer gesteenten is met de voorgaande feiten een reden te meer om aan te nemen, dat zij gewoonlijk op groote diepte ontstaan ézijn, een diepte die echter vroeger zeker overschat is en tegenwoordig op gemiddeld 3-4 KM aangenomen wordt. Behalve dieptegesteenten onderscheidt men nog twee andere groepen .van stollingsgesteenten, die in het volgend staatje zijn opgenomen: . Uitvloeiïngsgesteenten (effusieve- of i effusiegest.) (Structuur: porfierisch. Ganggest. (hypo-abyssische gest.) ) Diepte gesteenten (abyssische gest.) Structuur: granitisch. Tusschen ganggesteenten en uitvloeiïngsgesteenten bestaat onderling niet zulk een groot verschil als tusschen deze beide groepen en de reeds genoemde, abyssische gesteenten. Van de meeste magma's kennen wij een diepte-, een gang- en een uitvloeiïngsgesteente, drie verschillende vormen met dezelfde scheikundige samenstelling. Hypo-abyssische gesteenten zijn soms, effusiegesteenten steeds op andere wijze gestold dan dieptegesteenten. Terwijl deze laatste uit den [aard van hun ontstaan een granitische (korrelige) structuur 4) bezitten, die daardoor gekenmerkt is, dat elk mineraal er maar in één generatie in verschijnt, zijn de effusiegesteenten porfierisch gebouwd. De porfierische structuur is [gekenmerkt door het voorkomen van één of meer mineraalsoorten in meer dan een generatie. Daarmede gaat dikwijls kepaard het optreden van een bepaalde mineraalsoort in pijzonder groote individuen; dit is echter geen criterium Iroor een porfier maar slechts een dikwijls bijkomstige omstandigheid. . B \ I Het begrip generatie wordt duidelijk, zoodra men de wor- Geologie 3 24 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE dingsgeschiedenis van een porfierisch gesteente nagaat. Als voorbeeld kunnen wij een kwartsporfier beschouwen, één der effusievormen van een granitisch magma. In zulk een kwartsporfier vonden wij bijv. de volgende samenstelling: Fig. 5. Schema van de porHerische structuur 1, 2 en 3 = eerstelingen I' 2' en 3' = grondmassa 1. betrekkelijk groote kristallen: eerstelingen (fenokristen) van veldspaat, biotiet en kwarts en 2. een grondmassa, bestaande uit kleine kristallen, hoofdzakelijk weer biotiet, veldspaat en kwarts, maar daarnaast nog andere mineralen. De groote kristallen (Fig. 5 en Fig. 6) zijn onder langzame afkoeling uit het magma ontstaan, dus waarschijnlijk in de diepte. Daarna vond een uitvloeiing van het gloeiende restmagma met de eerstelingen, als een brei met krenten, plaats. Het restmagma werd nu aan de oppervlakte der aarde snel afgekoeld. Groote kristallen konden zich nu niet meer vorl men, maar in betrekkelijk korten tijd kristalliseerde het ge- II DE SAMENSTELLING DER AARDE 25 heele restmagma in een tweede generatie, nu van kleine individuen uit (Fig. 5). Zoowel biotiet als veldspaat en kwarts komen dus in ons voorbeeld in twee generaties voor. In veel gevallen komt echter slechts een enkel mineraal in meer dan één generatie voor en soms liet de snelle afkoeling niet eens toe dat het restmagma uitkristalliseerde, maar moest dit als een amorfe glasmassa stollen. Er ontstond dan een half kristallijn gesteente. Het kan ook voorkomen, dat het oorspronkelijke magma plotseling aan de oppervlakte van de aarde gebracht wordt en daar zeer snel afkoelt. Er is dan soms geen tijd voor de vorming van eerstelingen in de diepte en de geheele massa zal dan als vulkanisch glas aan de oppervlakte tot een amorf gesteente stollen. Fig. 6. |Natuurlijk breukvlak van Kwartsporfier, waarop duidelijk veldspaat-eerstelingen te herkennen zijn. (Ganggesteente, Porfiergebied van Lugano.) (Verzameling van den schrijver.) 26 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Obsidiaan is daarvan een voorbeeld en ook de welbekende puimsteen, een vulkanisch glas dat schuimvormig opgeblazen is door de gassen, die uit het magma ontweken toen het bijna gestold was. Tusschen de abyssische en effusieve fase van een magma ligt de hypo-abyssische, die dikwijls in gangen optreedt. Geologisch gesproken verstaat men onder een gang niet, wat men in het dagelijksch .leven daaronder verstaat. Het is in onze wetenschap niet een lichaam dat in één richting een grootere uitgestrektheid bezit dan in de beide andere richtingen, maar beter te vergelijken met een blad papier, dus in twee richtingen lang, in de derde kort (fig. 39 blz. 60). Van een magma dat in gangvorm optreedt kunnen wij zeggen, dat het op weg naar de oppervlakte was, maar in een spleet der steenschaal gestold is. Soms geschiedde de afkoeling uiterst langzaam en ontstond een granitische structuur, soms vlugger en dan werd een porfierisch gebouwd gesteente gevormd. Wanneer een magma zoo samengesteld is, dat het een graniet zou kunnen opleveren (dus een granitisch magma) en dit in een spleet porfierisch stolt, ontstaat een ganggesteente, dat granietporfier heet. Het genetisch verband tusschen de 3 groepen van stollingsgesteenten wordt door Fig. 7 verduidelijkt. Voorbeeld: uilvloeiïnós üesteente Puim «(pen Obsidiaan Kwartsporfier Granietporfier Graniet Fig. 7. Schema van het genetisch verband der drie groepen van stollingsgesteenten. II DE SAMENSTELLING DER AARDE 27 SCHEIKUNDIG bezitten de hier beschouwde gesteenten: graniet, granietporfier, kwartsporfier, obsidiaan en puimsteen, dezelfde samenstelling. Al deze gesteenten behooren tot één magma-reeks: het granitische magma s). Behalve de granietmagmareeks hebben de petrografen een aantal magma's opgesteld, waarvan de samenstelling verschillend is, maar waartusschen in de natuur alle overgangen bestaan. D i o r i e t is het dieptegesteente van een tweede reeks, die vooral daardoor van graniet verschilt, dat een andere soort veldspaat, namelijk niet orthoklaas maar plagioklaas, de bovenhand verkrijgt; er is meer natrium in het gesteente en minder kalium. De ganggesteenten der diorietgroep noemt men niet porfieren maar porfierieten. Andesieten heeten de effusieve vormen van de diorietreeks. Een derde belangrijke groep wordt naar het dieptegesteente g a b b r o genoemd en levert als effusieve vormen diabaas en (veldspaat-) b a z a 11 op. In deze reeks treedt het mineraal o 1 iv i e n op. De genoemde magmareeksen nemen in de volgorde der behandeling af in kiezelzuurgehalte (Si O2). Ongelukkigerwijze heeft de weinig wetenschappelijke wijze van uitdrukking burgerrecht verkregen, waarbij een gesteente of een magma dat veel Si O2 bevat, zuur genoemd wordt, en een met weinig Si O2 basisch heet. Graniet is dus zuurder, gabbro basischer dan dioriet. Al de genoemde reeksen en nog eenige andere bevatten calcium, natrium en kalium en worden daarom samengevat onder den naam kalk-alkaUgroep. (Zie tabel No. 1). Wij kunnen hier onmogelijk alle reeksen van gesteenten ook slechts kort aanduiden, maar willen op een tweede groote groep van gesteentereeksen wijzen, die in tegenstelling met de reeds genoemde weinig calcium bevat; daar in deze reeks wel de alkali-metalen kalium en natrium voorkomen, worden zij onder den naam alkaligesteenten vereenigd. 28 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Hierin komen in de plaats der veldspaten vooral n e f elien en leuciet voor, terwijl de gewone augieten en amfibolen vervangen zijn door Ca-vrije vormen dezer mineraalsoorten. Meer bekende gesteenten van de alkaligroep zijn: fonoliet, leuciet-bazalt en nefe1 i e n-b a z a 11, alle ef fusiegesteenten, terwijl tot de dieptegesteenten behoort de a 1 k a 1 i s y e n i e t, bijv. 1 a u r v ik i e t, het mooie donkere gesteente dat tegenwoordig veel voor puibekleedingen gebruikt wordt. Het heeft een groenzwarte hoofdlint, waarin paarlemoerachtig glanzende veldspaatkristallen schitteren. E1 e o 1 i e t-s y e n i e t is in de alkaligroep het dieptegesteente, dat tot dezelfde reeks behoort als de fonoliet. Voordat wij dit overzicht der stollingsgesteenten besluiten, moeten wij op een bijzonderheid wijzen, die bij ganggesteenten optreedt. Behalve een ganggesteente met dezelfde samenstelling als het magma, waarvan het afgeleid wordt, bestaan er hypoabyssische gesteenten, die zoogenaamd zuurder zijn en andere die basischer zijn dan het normale ganggesteente van een zekere reeks. Men stelt zich voor, dat deze verschillende samenstellingen door een splitsing van het magma in een meer en minder kiezelzuur bevattend gedeelte ontstaan zijn (magma-differentiatie). De meer SiOz bevattende ganggesteenten heeten aplieten en pegmatieten. Aplieten zijn fijn-korrelig gebouwd en gewoonlijk licht van kleur, pegmatieten zeer grofkristallijn, zoo zelfs, dat er soms veldspaat-kristallen van meer dan 1 M. lengte in voorkomen. Hier tegenover staan de donker gekleurde lamprofieren, die vooral donkere mineralen als hoornblende, augiet, biotiet en olivien bevatten en minder rijk aan kiezelzuur zijn. Tot de pegmatieten behoort ook de zoogenaamde s c h r i f t g r a n i e t, die in ons land als zwerfsteen voorkomt (Fig. 8), voor 75 gewichtsprocent uit kaliveldspaat (orthoklaas) en voor 25% uit kwarts bestaande. Beide mineralen zijn innig vergroeid en vormen op het breukvlak II DE SAMENSTELLING DER AARDE 29 een eigenaardig weefsel, dat op het oude spijkerschrift gelijkt. Van de meeste gesteenten der kalk-alkaligroep zijn zoowel aplieten als lamprofieren bekend. Fig. 8. Schriftgraniet De donkere streepjes en haakjes bestaan uit kwarts, de rest uit veldspaat. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft.) B. AFZETTINGSGESTEENTEN Het grootste gedeelte der afzettingsgesteenten werd in oceanen gevormd. Sommige werden waarschijnlijk direkt 30 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE chemisch uit het water neergeslagen, wat bijv. voor dolomiet (Ca, Mg) COs door enkele geologen en voor steenzout Na Cl en anhydriet Ca SO* algemeen aangenomen wordt; het meerendeel werd echter met behulp van plantaardige en dierlijke organismen gesedimenteerd. Over de ontstaanswijze dezer gesteenten zullen wij in het hoofdstuk over de biosfeer nader uitwijden. De met behulp van organismen gesedimenteerde en direct scheikundig neergeslagen gesteenten hebben een eigenschap gemeen, namelijk dat zij uit oplossingén gevormd werden. Daartegenover staat een tweede omvangrijke groep van sedimenten, waarvan de bestanddeelen niet in oplossing waren onmiddellijk voor de vorming van de afzetting. Als zoodanig hebben wij de directe verweeringsprodukten van andere gesteenten te beschouwen, dat is het puin dat overblijft, wanneer een gesteente aan wind en weer blootgesteld is. Zulke vormingen heeten eluvium wanneer zij op de plaats blijven liggen waar zij gevormd werden en alluvium wanneer zij door stroomend water naar elders gevoerd werden. Aan den voet van steile rotswanden ontstaan puinhellingen van hoekig materiaal, dat later samengebakken breccien (Fig. 9) vormt. Elk gesteente dat uit hoekige brokstukken is samengesteld heet breccie. Zoodra echter losse producten getransporteerd worden, hetzij door water of door wind, gaan de scherpe hoeken verloren en ontstaan rolsteenen, schuifsteenen, grint, rondkorrelig zand en eindelijk als fijn afslijpingsproduct leem en klei. Ook transport door het ijs werkt ten deele afslijpend, voor zoover het tenminste onder op de bedding van een ijsstroom geschiedt. Indien een rolsteenafzetting door latere werkingen aaneengekit wordt, ontstaat een conglomeraat (Fig. 10), een /ïatuurlijk beton. Een zandafzetting, hetzij door den wind afgezet (duinzand, woestijnzand) hetzij in water bezonken (bijv. deltavorming) kan hetzelfde lot ondergaan en wordt dan een zandsteen. Het kitmiddel wordt scheikundig uit II DE SAMENSTELLING DER AARDE 31 oplossingen neergeslagen en is dikwijls koolzure kalk (CaCCb), kwarts (SiO*) of limoniet (ijzerhydroxyde). Leem en klei gaan over in leien en indien koolzure kalk aanwezig is in mergels. Fig. 9. Breccie. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft.) Al deze sedimenten noemt men klastisch, het zijn gruisgesteenten. Tot de gruisgesteenten kan men ook vulkanische asch rekenen, daar zij uit de lucht bezonken is, maar tevens behoort deze gesteentesoort tot de groep derstollingsgesteenten daar de deeltjes door stolling uit een magma ontstaan zijn. Deze asch is voor een groot deel vulkanisch glas, dat door 32 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ontwijkende gassen uiteenspatte, maar er komen gewoonlijk ook kristallen in voor, die reeds in het magma gevormd waren. Door latere aaneenkitting ontstaat uit deze asch vulkanische tuf. Fig. 10. Gepolijst vlak van een conglomeraat. Ouderdom [33] Scgnefjord, Noorwegen. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft). Ook buiten de oceanen ontstaan organogene sedimenten; wij behoeven slechts op turf en steenkool te wijzen. Van sommige scheikundige precipitaten als steenzout (Na Cl), gips (CaSO* + 2H» O), a n h y d r i e t (CaSO*), s y 1 v i e n (KC1) en andere zouten die men als „Abraumsalze" dikwijls boven steenzoutbeddingen vindt, is het waarschijnlijk, dat zij in zee gevormd werden, hoewel sommige geologen meenen, dat dit in de woestijn geschiedde. Uit bronwater scheidt zich dikwijls kalktuf (CaCO») af, daar bij het aan den dag treden van koolzuurhoudend water de koolzuur ontwijkt en daardoor minder koolzure kalk in oplossing kan blijven. II DE SAMENSTELLING DER AARDE 33 In de volgende hoofdstukken zullen wij bij de behandeling der geologische krachten telkens weer de vorming van sedimenten aantreffen en de veelvuldige condities leeren kennen, waaronder afzettingsgesteenten ontstaan. C. METAMORFE GESTEENTEN Zoowel sedimenten als stollingsgesteenten worden door temperatuursverhooging, druk en tijd veranderd. Daarbij is waarschijnlijk steeds water in gasvorm aanwezig. Onder omstandigheden, gunstig voor het tot stand komen van metamorfose zorgt dit water voor gedeeltelijke oplossing der gesteenten, uit welke oplossingen dan nieuwe mineralen afgezet kunnen worden. Bij de hier bedoelde metamorfose wordt dus geen nieuwe stof toegevoerd, maar vinden slechts omzettingen plaats in de aanwezige materie. Werkt de warmtetoevoer plaatselijk, dan spreekt men van contactmetamorfose. Zoo worden sedimenten, die door magma onderaardsch doorbroken worden, bijv. door een granietmagma kontaktmetamorf veranderd en daarbij ontstaan typische mineralen, waarvan wij slechts granaat, vesuviaan, andalusiet en stauroliet noemen. Maar ook door lang werkenden druk onder niet te lage temperatuur ontstaan veranderingen in gesteenten (dynamometamorfose.) Hierdoor kunnen alle sedimenten in kristallijne gesteenten overgaan, waarbij sommige dan gaan lijken op onder dezelfde omstandigheden veranderde stollingsgesteenten. Graniet gaat onder deze invloeden over in gneis, dat is een volkristallijn gesteente van een bepaalde mineralogische samenstelling, waaraan gewoonlijk een soort gelaagdheid te onderscheiden is; een gelaagdheid die aan druk toegeschreven moet worden. Gneis bestaat in hoofdzaak uit veldspaat, kwarts en mica of amfibool, en door de nagenoeg evenwijdige ligging der biotiet- en muscovietplaatjes daarin, wordt de indruk van gelaagdheid te voorschijn geroepen. 34 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Een gneis die uit stollingsgesteenten ontstaan is heet orthogneis', maar ook uit sedimenten kan een soortgelijk eindproduct gevormd worden, dat dan echter den naam paragneis draagt. Behalve gneis bestaan er tallooze soorten duidelijk of onduidelijk geslaagde kristallijne gesteenten, die in Duitschland „kristalline Schiefer" genoemd worden en die allen hetzij uit stollingsgesteenten, hetzij uit sedimenten door metamorfose zijn ontstaan. In navolging van de Engelsche nomenclatuur worden deze metamorfe gesteenten in drie groepen ondergebracht, die naar eenvoudige, met het bloote oog waarneembare, verschillen onderscheiden worden: schisten zijn duidelijk kristallijne gesteenten, die moeilijk volgens een zeer onregelmatig breukvlak, waarop mineralen duidelijk herkenbaar zijn, gespleten kunnen worden; schalies zijn uit kleinere kristallen opgebouwd en zijn gemakkelijk splijtbaar volgens een hobbelig splijtvlak; leien bestaan uit zeer kleine mineralen of mineraalfragmenten en zijn zeer gemakkelijk te splijten volgens een nagenoeg plat vlak. Terwijl men den bouw *) der meeste stollingsgesteenten uit een enkele dunne doorsnede kan herkennen, omdat hier gewoonlijk geen gelaagdheid optreedt, is dit met de dynamometamorfe gesteenten niet het geval. Hierin zijn de kristallen gewoonlijk georiënteerd volgens een bijzondere richting. Vlakke kristallen ontstonden zoo, dat hunne platte vlakken zich loodrecht op de hoofddrukrichting ontwikkelden. Was echter de druk van twee zijden groot en van één zijde klein, dan ontstonden dikwijls stengelvormige kristallen, die alle naar dezelfde richting georiënteerd werden. Van een metamorf gesteente moeten wij daarom, willen wij een inzicht van zijn bouw verkrijgen in het algemeen drie slijpplaatjes bestudeeren, waarvan één in het hoofdbreukvlak ligt, één in een dwarsbreukvlak en één in een overlangsbreukvlak. De hier in het kort behandelde verschijnselen van metamorfose waren het gevolg van lokale sterke verhitting of II DE SAMENSTELLING DER AARDE 35 van een algemeene toename van temperatuur en druk, en daarbij werden omzettingen in de aanwezige stof gebracht. Uit een samenstel van zekere mineralen ontstond een nieuwe combinatie van andere mineralen, terwijl de hoeveelheid van elk der elementen constant bleef. Soms treden echter veranderingen op, waarbij nieuwe stoffen toegevoerd worden. Dit is bijv. het geval bij de gesteentemassa's die onmiddellijk aan een contact van een magma-doorbraak grenzen. Daar schijnen onder meer fluor- en b o o rhoudende gassen in het veranderde gesteente te dringen, die de aanleiding zijn tot het ontstaan van nieuwe mineralen. T o e r m a 1 ij n (een boorhoudend silicaat) en topaas (fluorhoudend) zijn de meest bekende voorbeelden van zulke pneumatolitische contactmineralen. D. KRINGLOOP DER GESTEENTEN Vatten wij het bovenvermelde nog eens kort samen (fig. 11). Uitgangsstof is het magma. Door afkoeling ontstaan daaruit stollingsgesteenten. Physische en chemische verweering ontleden deze gesteenten; ze laten materiaal voor gruisgesteenten liggen en voeren andere stoffen in oplossing weg. Ten deele worden deze stoffen later direct uit de oplossingen neergeslagen als chemische sedimenten, ten deele worden zij door dierlijke en plantaardige organismen gebruikt voor het opbouwen van schalen, skeletten en pantsers; later komen zij in aanmerking als belangrijk materiaal voor de gesteentevorming van organogene sedimenten. Door hoogen druk en hooge temperatuur, die gedurende langen tijd hunne werking uitoefenen, worden zoowel stollingsgesteenten als sedimenten in metamorfe gesteenten veranderd. Er zijn waarnemingen gedaan waaruit de conclusie getrokken is, dat het magma soms reeds gevormde gesteenten weer absorbeert, en aangezien deze gesteenten voor hunne insmelting zeer diep lagen en dus onder hoogen druk stonden en tengevolge van de nabijheid van het magma aan zeer hooge temperaturen blootgesteld 36 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE waren, kunnen wij met zekerheid aannemen, dat aan de resorptie door het magma een metamorfose voorafging. Het spreekt van zelf, dat een magma door insmelting van het een of ander gesteente in het algemeen een andere schei- Fig. 11. De kringloop der gesteenten. kundige samenstelling zal verkrijgen. Eindelijk mag hier niet verzwegen worden, dat sommige geologen meenen, dat sedimenten bij zeer diepe daling tengevolge van temperatuurstoename naar het binnenste der aarde zonder meer in magma zouden kunnen overgaan. III. DE BOUW DER STEENSCHAAL N het vorige hoofdstuk hebben wij de bouwsteenen der lithosfeer naar hunne samenstelling leeren kennen, thans zal de vorm beschreven worden, de uiterlijke gedaante, waarin de verschillende gesteenten optreden. Later zal er gelegenheid zijn in een genetisch verband op den bouw der aardkorst in te gaan. (Hoofdstuk XI en vooral XIII). In de eerste, plaats kan men twee vormen onderscheiden: gelaagde en niet gelaagde. Het grootste gedeelte der gelaagde vormen bestaat uit afzettingsgesteenten, terwijl in het algemeen de stollingsgesteenten niet gelaagd zijn. SEDIMENTATIE. Afzetting of sedimentatie kan plaats vinden in het water, maar ook uit de lucht. Stroomt bijv. een rivier door een bergland, dan zullen in het water een groote hoeveelheid zwevende deeltjes worden meegevoerd, wier grootte afhangt van de snelheid van het water. Indien nu zulk een rivier in een groot meer stroomt, zal de snelheid van het water belangrijk verminderen en daarom zullen veel der tot nu toe in de rivier zwevende vaste bestanddeelen gaan zinken: bezinken. Er wordt een laagje bezinksel afgezet. (A in fig. 12). Blijft de snelheid van de rivier onder overigens gelijke omstandigheden dezelfde, dan zullen gedurende geruimen tijd even groote korrels op een bepaalde plaats in het meer afgezet worden. Maar indien bijv. door verhoogden neerslag in het stroomgebied meer water door de rivier afgevoerd moet worden, zal daarin een sterkere strooming optreden en zullen grovere vaste deeltjes zwevend getransporteerd worden. Het gevolg zal zijn, dat nu op dezelfde plaats in het meer een grovere afzetting plaats [vindt; de laag B in fig. 12 wordt afgezet. Men kan nu reeds spreken van twee in het meer afgezette lagen, die in ons geval te herkennen zijn aan haar korrelgrootte. Het vlak tusschen de beide lagen wordt laagviak genoemd (fig. 12). In 38 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE het algemeen zal in een meer een laagvlak niet horizontaal verloopen maar gewoonlijk hellend. Hiermede in verband staat het uitwiggen van lagen. Elke laag moet toch tenslotte naar alle richtingen ergens ophouden en doet dat gewoonlijk door wigvormig dunner te worden. In de oceanen zijn echter zeker groote uitgestrektheden te vinden waarop een sedimentatie nagenoeg horizontale lagen vormt. Verreweg de meeste afzettingsgesteenten werden in oceanen gesedimenteerd en vormden daar complexen van horizontale lagen, die dus oorspronkelijk evenwijdig aan elkander verliepen. Zulke evenwijdige lagen noemt men konkordant, en zij blijven in het algemeen ook konkordant, wanneer ze naderhand door bewegingen in de aardkorst gezamenlijk vormveranderingen ondergaan. Fig. 12. Een voorbeeld van vorming van gelaagdheid. TEKTONISCHE GEOLOGIE. De leer der dislocaties of de tektonische geologie houdt zich met de plaats en vormveranderingen van aardlagen bezig. Elke afwijking uit den oorspronkelijken stand van een gesteentecomplex heet dislocatie, onverschillig of daarmede het gesteenteverband verbroken wordt of niet. Het is buigen of breken, III DE BOUW DER STEENSCHAAL 39 met het gevolg dat plooien en breuken ontstaan. Zonder hier nader in te gaan op de oorzaken en mogelijkheden van beide vormveranderingen in aardlagen (zie daarover hoofdstuk XIII) kunnen wij zeggen, dat de directe aanleiding tot het ontstaan van dislocaties is: hetzij een tangentiale druk in een gedeelte van de aardkorst of het optreden van tangentiaal werkende rek, of eindelijk radiale bewegingen in de aardkorst. Door drukking kunnen zoowel plooien als breuken in aardlagen ontstaan, door rekking slechts breuken. Alle dislocaties kunnen tevens ingedeeld worden in tangentiale en radiale, volgens welke groepeering het grootste gedeelte der drukdislocaties tot de tangentiale, de meeste rek-dislocaties tot de radiale behooren. Er bestaan echter tallooze overgangen tusschen zuiver horizontale (tangentiale) en zuiver verticale (radiale) dislocaties. PLOOIEN. In fig. 13 is een complex van geplooide lagen voorgesteld, waarbij de afzettingen, die boven laag 8 liggen voorloopig weggedacht zijn; wij zien dus op het bovenvlak van laag 8. Het geplooide laagcomplex vertoont drie plooiruggen of anticlinalen (Ai, A2 en As) en een klein deel van een vierde (At). Tusschen de plooiruggen liggen de plooidalen of synclinalen (Si, S2 en Ss) terwijl van een vierde synclinale (S<) links in de figuur slechts een klein gedeelte zichtbaar is. De richting of strekking van een laag in een bepaald punt van een laagoppervlak is de hoek, die gevormd wordt door een horizontale lijn in het laagvlak, met een horizontale lijn die naar het Noorden wijst ( < S in fig. 14). Deze hoek kan van het Noorden uit naar Oost of West gemeten worden en als volgt worden aangegeven: N 30° W (= N 150" E). Indien men nu nog den hoek kent, die een loodlijn op de richting, maar in het laagvlak gelegen, met haar projektie op een horizontaal vlak maakt ( < h in fig. 14) dan is de ligging van het laagvlak op een zeker punt volkomen bepaald. De laatste hoek wordt hellingshoek of kortweg helling genoemd. Geologie 4 40 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Strekking en helling bepalen dus de ligging van een laagvlak ten opzichte van den meridiaan en van een horizontaal vlak. Fig. 13. Een geplooid laagcomplex. A = anticlinalen. S = Synclinalen. Voordat wij de terminologie van de plooi vervolgen, willen wij, uitgaande van fig. 13 de meest gebruikelijke grafische voorstellingswijzen in de tektonische geologie leeren kennen. Wij nemen daartoe aan, dat boven laag 8 een zeer III DE BOUW DER STEENSCHAAL 41 dikke laag 9 ligt, en denken ons nu het geplooide laagcomplex door een horizontaal vlak xyz gesneden. Dit vlak snijdt het bovenvlak van laag 8 volgens de lijnen: mn, pqr, stuv en wz. In fig. 15 is deze snijding uitgevoerd en de laag 9 op haar plaats gedacht. Fig. 14. Richting en helling van een laag. Het vlak xBz stelt nu een geologische kaart, (hier in parallel-perspectief gezien) van een geplooid en naderhand vereffend gebied voor. Laag 8 treedt in een dagzoom aan den dag die in vorm overeen komt met de lijnen mn, pqr, stuv en wz in figuur 13. In de natuur zal nooit een dergelijk wiskunstig plat vlak voorkomen als door xBz voorgesteld wordt en daarom zal de vorm der dagzoomen eenigszins anders verloopen dan hier aangegeven is. Op een geologische kaart komen daarom in het algemeen de projecties der dagzoomen op een horizontaal vlak voor. Tevens ziet men op het stereogram, fig. 15 een dwarsprofiel op het vlak xhk, dat loodrecht op de algemeene richting der plooien staat en een overlangsch profiel op het vlak klz, dat evenwijdig met de algemeene strekking verloopt. Door een reeks van dwarsprofielen te teekenen, krijgen wij een beter inzicht in den bouw van het geplooide III DE BOUW DER STEENSCHAAL 43 noemt en die voor het gemak dikwijls in parallel-perspektief geteekend worden. Indien men van een betrekkelijk eenvoudig gebied, zooals dat in fig. 13, 15 en 16 voorgesteld is, een geologische kaart Fig. 16. Hetzelfde geplooide laagcomplex als in fig. 13 en 15 voorgesteld is. bezit en men op veel punten de helling en strekking der lagen kent, is men na eenige oefening ook in staat zich hieruit een voorstelling van het verloop der lagen te vormen. Het is gebruikelijk om de ligging van een laag op een geolo- III DE BOUW DER STEENSCHAAL 45 door het teeken b in fig. 17, horizontale door het teeken C voorgesteld; de laatste bezitten uit den aard der zaak geen strekking. Fig. 18 geeft een voorstelling van deze wijze van in kaart brengen en bevat hetzelfde gebied als fig. 15. Soms is het van belang, in het bijzonder bij delfstoffen, het verloop van een zekere laag nauwkeurig grafisch voor te stellen. Dan wordt het boven- of ondervlak van deze laag met behulp van hoogtelijnen in kaart gebracht, evenals dat op topografische kaarten met de oppervlakte van een geaccidenteerd terrein gedaan wordt. Zulke kaarten noemt men structuur-kaarten; fig. 19 is een structuur-kaart van het bovenvlak van laag 8 in fig. 13. Fig. 19. Structuurkaart van het oppervlak van laag 8 in fig. 13. Voor de verklaring der verschillende tektonische vormelementen zullen wij vooral van dwarsprofielen gebruik 46 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE maken. Eerst willen wij een laagvlak, dus het scheidingsvlak tusschen twee lagen, beschouwen. Onder een plooi verstaan wij in navolging van Molengraaff een gedeelte van een reeks van plooien, dat te vergelijken is met een geheele golflengte uit de trillingsleer. In fig. 20 is een geplooid laag- Fig. 20. Een geplooid laagvlak in dwarsprofiel. vlak voorgesteld en een geheele plooi is hierin dus AA', BB', CC', DD' of EE'. Wij willen nu het deel AA' beschouwen en noemen den afstand tusschen deze twee punten de basis-breedte of kortweg breedte van de plooi. Een geheele plooi bestaat dan uit een plooirug 8) of anticlinale (a in fig. 21) en een plooidal, trog of synclinale (s in fig. 21). Zoowel plooirug als plooidal zijn samengesteld uit twee vleugels en een ombuiging. Men spreekt van de beide anticlinaalvleugels (av1 en av2 fig. 21) en de beide synclinaalvleugels (sVj en sv2, fig. 21). Een anticlinaalvleugel (bijv. av2, fig. 21) gaat geleidelijk over in een synclinaalvleugel (sv1( fig. 21); samen vormen zij een middelvleugel (mv, fig. 21). Het binnenste gedeelte van een plooirug of plooidal noemt men kern, het buitenste de ombuiging; men onderscheidt daarom: synclinaalkern (sk, fig. 21), synclinale ombuiging (so, fig. 21), anticlinaalkern (ak, fig. 21) en anticlinale ombuiging (ao, fig. 21). Het vlak, dat den tweevlakshoek van twee vleugels middendoor deelt, wordt symmetrievlak genoemd en verschijnt in een dwarsprofiel natuurlijk als een lijn (p1p2, fig. 21). Verder onderscheidt men behalve basisbreedte (bb, fig. 21) nog hoogte (h, fig. 21) en amplitude (am, fig. 21), waarvan de beteekenis zonder meer duidelijk wordt uit de beschou- III DE BOUW DER STEENSCHAAL 47 fig. 21-24. fig. 21. rechte plooi, fig. 22. scheeve plooi, fig. 23. overhangende plooi, fig. 24. liggende plooi. III DE BOUW DER STEENSCHAAL 51 Het is duidelijk, dat bij samenpersing van een laagcomplex afstandsgetrouwe plooiïng in het groot slechts mogelijk is, indien de schijnbaar minder intensief geplooide lagen dikker worden, en dit geschiedt dikwijls door de vorming van secundaire kleine plooien. Fig. 29. Gepolijst oppervlak van een geplooid gesteente. Ouderdom van het gesteente [41] j van de plooiing [51] Tödi, Zwitserland, naar A1 b. H e i m. Er dient echter reeds hier op gewezen te worden, dat verscheidenheid in eigenschappen tusschen verschillende gesteentelagen een grooten invloed uitoefent op den vorm der plooien in een laagcomplex. Wanneer zeer harde en tevens broze lagen tusschen zachte liggen, zullen de eerste bij intensieve plooiïng breken, en de laatste de ruimten tusschen de harde lagen opvullen (zie fig. 208 hoofdstuk XIII). Aangezien gewoonlijk de eigenschappen van de lagen in een geplooid complex sterk uiteenloopen, treden meestal ingewikkelde vormen op. Gemakkelijk plooibare lagen worden soms intensiever geplooid, meer verfrommeld dan broze 52 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE lagen. Zoodoende kan juist een dwarsprofiel ontstaan, dat veel op afstandsgetrouwe plooiïng gelijkt en waarin naar beneden toe de plooiïng in groote trekken minder sterk wordt. Zulk een geval is in fig. 13-15 en 16 voorgesteld. PLOOIBREUKEN. Bij scheeve en liggende plooien is de middenvleugel gewoonlijk dunner dan de synclinaal- en anticlinaalvleugels (gereduceerde middenvleugel) (fig. 30). a middenvleugel nog niet gereduceerd. c d b sterk gereduceerde middenvleugel. gereduceerde middenvleugel. plaatselijk tot op 0 gereduceerde middenvleugel e middenvleugel-breuk (plooiopschuiving) plooioverschuivingsblad. Fig. 30. Dwarsprofielen van de ontwikkeling van een liggende plooi tot éeti plooioverschuivingsblad naar A1 b. Hei m. III DE BOUW DER STEENSCHAAL 53 Dat is een gevolg van de uitrekking van den middenvleugel onder sterke verticaal gerichte druk, een uitwalsen. Vindt deze uitrekking in nog sterkere mate plaats, dan wordt het verband verbroken en gaat de middenvleugel over in een glijvlak; er ontstaat dan een plooibreuk of plooi-opschuiving. Wanneer de opschuiving over een aanmerkelijken afstand (eenige KM en meer) plaats grijpt, zoodat laagpaketten die vroeger achter elkaar lagen, op elkaar komen te liggen, spreekt men van een plooioverschuivingsblad, een der vormen van de in hoofdstuk XIII te bespreken dekbladen. Dan vindt men in plaats van een gereduceerden middenvleugel een overschuivingsvlak met uitgewalste, sterk gekneede resten van het middenvleugelgesteente (uitgewalste middenvleugel) (fig. 30f). Dat gesteente is dan door druk, (dynamometamorf) veranderd en wordt in dit geval myloniet genoemd, onverschillig of het kalksteen, gneis of iets anders is. Myloniet is de naam voor sterk gekneede gesteenten aan de basis van groote overschuivingen. OPSCHUIVINGEN. Het kan voorkomen, dat aardlagen tengevolge van tangentialen druk niet buigen, maar dadelijk Opschuiving in dwarsprofiel AB = bedrag. BC = verticale spronghoogte. BD - stratigrafische spronghoogte. AC - horizontale dekking. AD = stratigrafische dekking. AC - horizontale dekking. Fig. 31. breken en dat dan het eene gedeelte op het andere geschoven wordt. Men spreekt dan van een opschuiving. Natuurlijk kan men dan ook spreken van onderschui- 54 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ving van het andere gedeelte, maar deze onderscheiding heeft slechts zin in de weinige gevallen waarvan met zekerheid bekend is, dat een der beide deelen en wel het bovenste niet bewogen heeft. Gewoonlijk kunnen wij alleen maar uitmaken, dat twee deelen ten opziohte van elkander verschoven zijn. Op de beide verschuivingsvlakken ontstaat dikwijls door den sterken druk een glanzend oppervlak, een wrijfspiegel, waarin wrijfkrassen gegroefd zijn. Soms zijn van weerszijden gedeelten der verschoven aardlagen losgerukt en tusschen de beide wanden van de verschuiving stuk gewreven, waarbij dan een wrijvingsbreccie ontstaat. Een opschuiving krijgt den naam opschuivingsblad, wanneer zij over een aanmerkelijken horizontalen afstand (eenige KM en meer) geschiedt, en behoort dan tot een tweede groep van dekbladen. Ook hier kan aan de basis van de overschuiving myloniet voorkomen. HORIZONTALE TRANSVERSAALVERSCHUIVINGEN De tot nu toe beschouwde dislocaties door druk konden allen in dwarsprofielen bestudeerd worden. Een ander belangrijk drukverschijnsel is het gemakkelijkste in horizon-; tale projectie na te gaan. Men kan een reeks van achter elkaar liggende plooien, die samen een plooibundel vormen, op eenvoudige wijze door anticlinaal- en synclinaallijnen van een bepaald laagvlak in kaart brengen en de voorstelling verduidelijken, door in de hoogere gedeelten der anticlinalen, (culminaties) de anticlinaallijnen dikker te teekenen dan in de lagere gedeelten (depressies). Omgekeerd kunnen de depressies in de synclinaallijnen zwaarder geteekend worden dan de culminaties der troglijnen. Een plooibundel ziet er dan bijv. uit zooals fig. 32. Het komt nu soms voor, dat dwars door een plooibundel een nagenoeg verticaal breukvlak loopt, waarlangs het eene gedeelte ten opzichte van het andere min of meer horizontaal verschoven is. Er ontstaat dan onderbreking in de verschillende plooiruggen en plooidalen. (fig. 33). Omdat III DE BOUW DER STEENSCHAAL 55 deze verschuivingen dwars (transversaal) op de algemeene strekking van den plooibundel plaats vinden en vooral in horizontalen zin, worden zij horizontale transv er saaiver- V Fig. 32. Plooibundel in horizontale projectie. Fig. 33. Horizontale projectie van een horizontale transversaalverschuiving door een plooibundel. schuivingen genoemd. Behalve de groote horizontale componente neemt dikwijls een kleinere verticale componente deel aan de beweging, zoodat dan het eene gedeelte ten opzichte van het andere scheef naar boven of naar beneden bewogen wordt. Geologie 5 56 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Al de besproken dislocaties kunnen tot tangentiale elkaar tegemoet strevende bewegingen teruggebracht worden. REK. Werken tangentiale krachten in tegengestelden zin in de lithosfeer dan zullen breuken ontstaan, want een aardlaag is te weinig elastisch om op de wijze van een gummiband onder den invloed van uitrekking dunner te worden. Werkt rek in zuiver horizontalen zin, dan zullen dus gapende spleten ontstaan en verder niets. Bij aardbevingen komt zoo iets wel een enkele maal voor. Maar over het algemeen is hier steeds naast de horizontale ook een verticale componente in het spel, en dan ontstaan afschuivingen, (fig. 34). Slechts wanneer de afschuiving over een ^ Afschuiving in dwars- ^/-V-'V> profiel. AB = bedrag. BC = verticale spronghoogte. BD = stratigrafische spronghoogte. 77 ' ' AL = horizontale gaping. Fig. 34 AD == stratigrafische gaping. geringen afstand plaats grijpt, kan in plaats van een breuk een knik in het laagcomplex optreden, die men flexuur noemt. (fig. 35) Fig. 35. Flexuur in dwarsprofiel. Afschuivingen en flexuren behooren tot de radiale dis- III DE BOUW DER STEENSCHAAL 57 locaties. Waar zulke bewegingen langs een vlak plaats vinden maar niet overal even sterk, waar dus de spronghoogte (fig. 34) van de radiale dislocatie van 0 tot een zeker bedrag toeneemt, gaat een flexuur soms over in een afschuiving. (fig. 36). BREUKEN ZONDER DISLOCATIE Bij rek kan het, zooals wij zagen, voorkomen, dat breuken ontstaan, zonder dat de beide wanden van de breuk langs elkaar verschoven worden. Een andere categorie van scheuren ontstaat door krimpen: de krimpscheuren, en wel vooral op twee wijzen, hetzij door uitdroging, hetzij door a f k o e 1 in g. De bekende prismatische stukjes stijfsel ontstaan van zelf door uitdroging van een stijfselpap; op gelijksoortige wijze verschijnt een netwerk van spleet-veelhoeken of liever prisma's in een uitdrogende modderlaag. Daar ook bij afkoeling de meeste stoffen inkrimpen, ontstaan ook op deze wijze krimpscheuren, waaraan de bazalt zuilen haar ontstaan te danken hebben. ' Een enkele maal vallen sedimenten in de buurt van het [Contact met eruptief-gesteenten tot prismaische zuilen uit- Fig. 36. Overgang van een flexuur in een afschuiving Naar Chamberlain en Salisbury. 58 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE een, omdat zij na een uitzetting, — gevolg van verhitting — weer ingekrompen zijn. Een derde soort van scheuren ontstaat door druk. Dr uksplijting ef clivage treedt in fijnkorrelige geplooide gesteenten dwars door alle plooien steeds in één richting op, die ongeveer loodrecht op de drukrichting staat. (fig. 37). Fig. 37. Druksplijting (clivage) in dwarsprofiel. VORMLEER DER STOLLINGSGESTEENTEN De belangrijkste vormen waarin de afzettingsgesteenten in de lithosfeer voorkomen, hebben wij nu leeren kennen; twee groepen van gesteenten blijven er nog over, die ons wel naar de stof maar nog niet naar den vorm waarin zij optreden, bekend zijn. De metamorfe gesteenten behoeven echter hier niet behandeld te worden, want ze bezitten denzelfden uitwendigen vorm als de gesteenten waaruit zij door metamorfose ontstonden. Waren zij vroeger gelaagde afzettingsgesteenten, dan behielden zij ook na de metamorfose een gelaagdheid, zij het ook dikwijls minder duidelijk, en waren het oorspronkelijk stollingsgesteenten, dan konden ze door metamorfose soms wel een gelaagdheid door de vorming van nieuwe kristallen onder druk verkrijgen, maar de uitwendige vorm bleef ook hier behouden. De drie hoofdgroepen, waarin stollingsgesteenten optreden, leerden wij reeds kennen (fig. 7 bladz. 26). Als vloeibare massa stijgt het magma uit de diepte op en vormt dan intrusies of inpersingen in de reeds vaste steenschaal of extrusies of uitvloei- 60 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE schaal van beneden naar boven, door het opstijgende magma (fig. 38). Daarbij.nam het magma dus vreemd gesteente in zich op, terwijl het een reusachtige, onregelmatig gewelfde holte met neerhangende resten (dakhangers) van de oorspronkelijke aardlagen vormde. In deze holte stolde het magma tot een diepte-gesteente en de omgeving werd contact-metamorf veranderd. Later kon door vereffening van zulk een gebied door de erosie een min of meer horizontale doorsnede door een batholith blootgelegd worden, waarin te midden van het stollingsgesteente complexen van andere aardlagen voorkomen, die door Daly als onderste deelen van dakhangers (roof pendants) beschouwd worden. Van deze met gloeiend-vloeibaar magma gevulde reusachtige holten drong het magma hetzij door spleten, bijv. dwars door sedimentaire lagen naar boven en vormde bij afkoeling plaatvormige gangen (fig. 39) of er werd een buisvormig gat in de lithosfeer gebrand, waarin het magma als Fig. 39. Gedeelte van een gang met apophyses. III DE BOUW DER STEENSCHAAL 61 eruptief zuil of diatrema stolde, (fig. 40). Het is in zulke diatrema's, dat in Zuid-Afrika de diamanten gevonden worden. Kleine, onregelmatige gangen, (aders), uit grootere gesproten, noemt men apophyses van het eruptief-gesteente in de omgevende rotsen. Gangen, aders en eruptiefzuilen storen zich niet aan het laagverband van afzettingsgesteenten maar gaan er gewoonlijk dwars doorheen. Andere intrusieve lichamen volgen echter in hoofdzaak de laagvlak¬ ken en vormen dan soms plaatvormige massa's van stoljlingsgesteente, die dus concordant met de lagen verloopen jen intrusieplaten (fig. 41) genoemd worden. Waar echter meer magma tusschen twee sedimentaire lagen drong, daar werd alles, wat er boven lag, opgeperst en [vormde zich een laccolith. (fig. 41). | Laccolithen en batholithen zijn beide zeer groot, in beide Ikon daarom het magma langzaam en vrijwel ongestoord afkoelen en er werd dus een gesteente met granitische structuur gevormd. Het is echter waarschijnlijk, dat de batho- Fig. 40. Eruptief-zuil of diatrema. 62 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE lith bij zijn ontstaan dieper lag (3-8 KM diep) dan de laccolith (1-3 KM diep). Rondom deze groote gestolde magmaophoopingen is het gesteente contactmetamorf veranderd en dikwijls bezitten de allerbuitenste gedeelten van deze stollingsgesteenten door de aanraking met het koelere omgevende gesteente een porfierische of althans fijnkristallijne structuur. Alle intrusieve vormen behooren tot het diepere gedeelte van het vulkanisme, dat verborgen voor ons oog in de aardkorst ontstaat en pas veel later wel eens blootgelegd wordt. Bij extrusies wordt daarentegen het magma Fig. 41. LacolUh en intrusieplaten. S = intrusieplaat (Engelsen: Sill) I = laccolith aan de oppervlakte der aarde gebracht onder verschijnselen, die tot het vulkanisme in engeren zin behooren. In hoofdstuk XI zullen wij gelegenheid hebben hierop nader in te gaan. IV. OVERZICHT DER GEOLOGISCHE KRACHTEN ||jj^^|||iAGELIJKS zien wij veranderingen aan de i 111119111 aar(*korst optreden. Zandbanken worden geil IwP^lfMl vormc^' andere weggespoeld; terwijl heden de ||l^^^g|wind duinen opblaast, worden deze over eenifcw^ö gen tijd misschien bij springvloed, door den golfslag vernield. Gletschers voeren puin van de kale rotswanden naar beneden, bergstortingen werken mee aan de afbraak der toppen. Vulkanische asch daarentegen bouwt bergen op, waaraan echter onmiddellijk het afspoelende regenwater zijn vernielingswerk begint. In tropische zeeën bouwen koraalkoloniën rotsen, die voortdurend onder golfslag te lijden hebben, waardoor zij ten deele weer vernietigd worden, maar op de puinhoopen bloeit jong leven op. In ondiepe plassen leven millioenen van kleine planten en dieren, microplankton. Dagelijks ontstaan millioenen nieuwe individuen, maar sterven er ook tallooze exemplaren, die als een voortdurende regen van samengestelde koolwaterstofpreparaten op den bodem vallen, daar een organische afzetting vormend. Zoo en op veel andere wijzen wordt nu aan de gedaanteverandering van onze aarde gewerkt. Er is geen enkele reden om aan te nemen, dat dit vroeger geheel anders geschiedde, nog minder, dat vroeger een stabiele toestand geheerscht zou hebben. Wij mogen gerust aannemen, dat steeds veranderingen op en in de aardkorst plaats gegrepen hebben. Bestudeeren wij hoe de veranderende krachten nu zijn en welken werkkring ieder nu te voorschijn roept, en vergelijken wij dan de resultaten met bijzondere eigenschappen van oude aardlagen, dan vinden wij de bewijzen van veranderingen in lang vervlogen tijden, die toen een soortgelijk verloop moeten gehad hebben als nu. Ook vroeger werkten dezelfde geologische krachten als thans, zij het dan ook soms in meer intensieven of in zwakkeren vorm. De geologische krachten van thans en vroeger! Haré 64 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bestudeering omvat het gebied der dynamische geologie, ook wel algemeene geologie of algemeene aardkunde genoemd. De meeste der geologische krachten zien wij thans werkzaam. Wel is waar dikwijls in een voor onze menschelijke tijdrekening uiterst langzaam tempo; en van enkele kennen wij slechts de resultaten en moeten wij trachten na te speuren hoe de ons bekende uitwerkingen tot stand kwamen. Bezien wij den schijnbaren chaos van geologische uitwerkingen van een genetisch standpunt, dan blijkt al dadelijk, dat twee groote groepen van krachten op de aardkorst inwerken: uitwendige en inwendige. Die der eerste groep zijn alle direct van de bestraling der zon afhankelijk; het zijn uitingen van omgezette zonne-energie. De inwendige krachten zijn dat misschien ten deele ook wel, maar dit verband is zeker niet zoo duidelijk en wij kunnen ze zeer goed behandelen zonder aan een directen invloed van ons centraal hemellichaam te denken. De van buiten op de aardkorst inwerkende krachten hangen öf samen met het leven op aarde öf zij zijn daarvan onafhankelijk. Een verdere indeeling vindt daarom plaats in organische en anorganische krachten. De eerste kunnen samengevat worden als de invloed van de biosfeer op de lithosfeer. Tot de anorganische werkingen behooren alle invloeden der overige sferen, dus van de atmosfeer en de hydrosfeer, op de steenschaal. Daarom worden de anorganische invloeden onderverdeeld in: de werking van de atmosfeer en de werking van de hydrosfeer. De laatste sfeer treedt in drie verschillende hoofdvormen op: als ijs (water in den vasten vorm) als rivier (zoetwater) en als zee (zoutwater). Alle hier genoemde krachten kunnen zich naar twee richtingen uiten. Ten deele werken ze a fbrekend, ten deele opbouwend. De hoeveelheid materie op onze aarde is nagenoeg constant. Wel vallen nu en dan meteorieten en valt waarschijnlijk steeds cosmische stof uit de wereldruimte op de aarde, maar dit maakt samen zoo weinig uit, dat wij deze minimale hoeveelheden hier kunnen verwaarloozen. V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 69 lagen nagenoeg geen zuurstof en er heeft daarom een zeer onvolledige ontbinding plaats: een verrotting. Op den duur vult zich zulk een meertje geheel met rottingsslik en vormt dan de werkelijk gevaarlijke moerassen, waar men steeds dieper in wegzakt. Hier te lande is sapropeliet-vorming in het meertje van Roekan je op Voorne bekend. Opvallend zijn daar in het bodemslik het groote aantal diatomeeën en andere microscopisch kleine wieren die tot den opbouw van het sapropeliet meewerken. Zoodra de sapropelietlaag, die in het meertje van Rockanje op eenige plaatsen meer dan 4 M. dik is, het meertje zóó ver opgevuld heeft, dat het zeer ondiep geworden is, groeien daarop bij den oever planten. De plas begint te verlanden. Er ontkiemen rietsoorten en paardestaarten, die na afsterving voorloopig zelf den ondergrond voor nieuw riet en nieuwe equissetaceeën vormen. Er ontstaat rietveen. De bodem wordt door afsterving automatisch opgehoogd, terwijl sommige gewassen door de vorming van nieuwe wortels (etage-bouw) met de verhooging gelijken tred houden. Ook dit proces heeft slechts plaats bij onvoldoenden zuurstoftoevoer, dus in stilstaand water. Is de bodem langzamerhand hooger geworden, en minder drassig, dan nestelt zich de zegge (Carex) daarop, en zoo ontstaat zeggeveen. Dat riet- en zeggeveen vormt samen het laagveen, waarop onder bijzondere omstandigheden later boomgroei kan plaats vinden. In de plassen van deMemeldelta, die o.a. door Potonié bestudeerd zijn, groeit op het laagveen de els (Alnus), eerst nog op drassigen grond. Later wordt de bodem opgehoogd door de afgestorven boomstammen, bladeren enz. Op dit stadium, dat elzenmoerasveen genoemd wordt, volgt het elzen-standveen, dat drooger is en waarop zich dan andere planten als hop en brandnetel komen vestigen. Van de afgestorven boomen blijft het wortelcomplex met min of meer horizontaal verloopende wortels intact, daar dit al toegedekt en dus tegen volledige ontbinding gevrijwaard is. Ook deze vegetatie geeft aanleiding tot het ontstaan van laagveen. V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 73 BITUMISATIEPROCES. Tot een bijzondere groep van steenkolen behooren de „boghead"- en de „cannel"kool, die zeer gasrijk zijn en bijna uitsluitend voor gasfabricage gebruikt kunnen worden. Uit microscopische onderzoekingen is gebleken, dat dit geen humuskolen maar sapropeel-kolen zijn. Cannelkool is het eindstadium van een verrottingsproces dat met sapropelium begint. Het is een zeer bijzondere soort steenkool, omdat sapropelium niet zooals humus in hoofdzaak uit koolhydraten bestaat, maar uit lagere dieren, stuifmeelkorrels en waterplanten, waaronder olie bevattende wieren voorkomen. Deze zoowel als het dierlijk microplanktom der zoetwaterpiassen bezitten een hoog vet en eiwit gehalte, en het is duidelijk, dat bij verrotting van dit uitgangsmateriaal andere eindproducten moeten ontstaan. Het proces waarnaar dit geschiedt wordt door PoTONié bitumisatie genoemd20). De eindproducten zijn hierbij rijker aan waterstof dan de humussteenkoolsoorten. Het bekende g i t, waaruit vooral rouwsieraden vervaardigd worden, is een tusschenproduct tusschen steenkool en een sapropelium-product; het is hout, dat onderhevig was aan het inkolingsproces en omdat het in sapropeliet lag, daaruit sapropelium opnam en dus ook een bitumisatie doormaakte. Dat steenkool een humusproduct is, daarvoor pleit haar scheikundige samenstelling en dat het uit veen afkomstig is blijkt uit de in steenkool gevonden plantenresten. Het grootste gedeelte der steenkolen moet ontstaan zijn uit oude tropische laagvenen. Hoogvenen immers worden gekenmerkt door kleine planten, laagvenen, vooral in de tropen, door hooge boomen; en in steenkool vindt men nu en dan boomstronken met wortels (fig. 43). Heele boomstammen worden uiterst zeldzaam i n de steenkool aangetroffen. Voor de veenvorming is juist typisch het breken en omvallen van doode boomen in water, terwijl de stronk met zijn wortels blijft staan. Men vindt dan ook onder de steenkoollagen wortelcomplexen, zoogenaamde ■ Stigmaria vloeren. 74 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Zeer typische steenkool-planten zijn voorts reusachtige exemplaren van de paardestaartachtige calamariac e ë n, die destijds waarschijnlijk dezelfde rol gespeeld hebben als nu de paardestaarten en rietgewassen; zij behoorden tot de eerste verlanders. Tot de belangrijkste boomen, die in steenkoolbeddingen gevonden worden, behooren in de eerste plaats de Lepidodendrales, waarvan de onderaardsche organen als Stigmaria bekend zijn, verder een aantal van varenachtige bladeren voorziene boomen, vroeger tot de varens gerekend maar later erkend als te behooren tot een groote, thans uitgestorven groep van planten, de Pteridospermen, de eerste gewassen die echte zaden hadden. Jaarringen ontbreken veelal. Deze gegevens pleiten voor een vegetatie behoorend tot een tropisch klimaat. Steenkool ontstond dus in een tropisch klimaat uit laagveen dat door inkoling veranderde. Blootgelegde boschgrond in de buurt van Glasgow Victoriapark; ouderdom [341] Boomstompen en wortels (stigmariën) Naar Young en Glen, overgenomen van P o t o n i é. PETROLEUM. Sedert langen tijd wordt over de vraag gestreden of aardolie (petroleum) van organischen of anorganischen oorsprong is. Ofschoon proefondervindelijk petro- Fig. 43. V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 95 hoofdbouwers van een atol zijn. Aan de buitenzijde van een koraal-platform wordt steeds versch, d. w.z. kalkhoudend en voedselbrengend water aangevoerd. Daarom groeit de buitenzijde van een koraal-plateau het snelst en Fig. 58. De vorming van atollen volgens de theorie van Murra y—G a r d i n e r. a = rots ondergrond. b = rif, opgebouwd door in dieper water levende korallogene organismen, c = puinglooiïng, uit rifpuin gevormd. d = rif, opgebouwd door in minder diep water levende korallogene organismen. e = boven het water uitstekende gedeelte van het rif (opgeheven). f = overblijfselen van koraalriffen in de lagune, g = lagune. gaat dit langzamerhand over in een panvormig oppervlak. Is er dan eenmaal een centrale holte ontstaan, met water gevuld, dat door golfslag in beweging gebracht wordt, dan zal dit water door stukgewreven kalk van de rifbouwers troebel worden. En voorts zal het door ontbinding der afstervende organismen koolzuurhoudend worden en oplos- 96 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE send gaan werken op de kalk-kolonie. Aan de binnenzijde van het panvormige rif is dan geen leven meer mogelijk. Aan de buitenzijde groeit echter steeds nieuw leven en dit is noodig voor de instandhouding van het rif, want de golfslag, die daar nog veel krachtiger is, vernielt heel wat van het kunstige bouwwerk. Niet slechts de mechanische kracht van de branding, maar ook organismen werken voortdurend aan de afbrokkeling der koraalriffen. Boorsponzen en borende weekdieren ondermijnen het bouwwerk, zoodat er van den gevel stukken afstorten, die niet slechts uit kalk bestaan, maar ook uit de weeke deelen der opbouwende organismen. Deze vallen ten prooi aan andere dieren, die zich met het stukgewreven materiaal voeden. Zeekomkommers (holothuriën) slokken in groote hoeveelheden dit gruis op en gebruiken het verteerbare gedeelte voor het onderhoud van hun lichamen. Aan de buitenzijde van koraalriffen rolt het door de branding fijn gemalen afbraakmateriaal de helling af en daarom blijft het water daar helder. Tot 4000 M. onder den zeespiegel werd dit koraalslik gevonden, dat langzamerhand in globigerinenslik overgaat. Ontstond er een sterke groep van koraalrif-onderzoekers die de hypothese van Murray-Gardiner was toegedaan, in den laatsten tijd wint de hypothese van Darwin weer nieuwe aanhangers. Een der bezwaren tegen de theorie van Darwin was van geologischen aard: men kon zich moeilijk voorstellen waarom de talrijke eilanden die omgeven zijn door barriéreriffen of atollen alle gedaald zouden zijn. Nu zijn door de nauwkeurige karteering der koraalriffen door de hydrografische diensten van verschillende landen en door detailonderzoek van enkele riffen nieuwe gegevens bekend geworden waarop aannemelijke hypotheses konden worden gebaseerd ter verklaring van de door Darwin gepostuleerde daling van het land tenopzichte van den zeespiegel. Niet minder dan drie oorzaken zijn voor deze relatieve daling V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 97 Van het land gevonden: 1 e de „glacial-control" theorie van Daly, 2e plooiing van den zeebodem en 3e isostatische compensatie. Ie. De „glacial-control" theorie van Daly, geldt voor alle gebieden waar barrièreriffen en atollen voorkomen. Zooals de naam aangeeft houdt zij verband met het ijstijdperk. Gedurende dit tijdperk was een gedeelte van het op aarde aanwezige water in den vorm van ijs vastgelegd in de poolstreken en dus was er minder water in de oceanen aanwezig, d.w.z. de zee was destijds gedaald tenopzichte van het land. Na het ijstijdperk rees de zee weer tenopzichte van het land, of wat op hetzelfde neerkomt, daalde het land tenopzichte van den zeespiegel. Het verschil in waterstand bedroeg tengevolge van dit verschijnsel in de tropische zeeën naar schatting ongeveer 70 M. Waren er nu gedurende den ijstijd reeds koraalriffen voorhanden in den vorm van franjeriffen, dan konden deze door de relatieve daling van het land in barrièreriffen of atollen veranderen. Nemen wij als maximale dikte van koraalriffen 120 M. aan, dan zouden dus tegenwoordig riffen kunnen voorkomen tot een maximale dikte van 120 M. -f 70 M. = 190 M. Onafhankelijk van de „glacial-control" theorie en daarmede in sommige gevallen samen werkende, kunnen nu nog de werkingen onder 2e en 3e genoemd optreden 2e. Plooïing van den zeebodem. Indien een zeebodem aan de algemeene voorwaarden voor den groei van rifbouwende koralen voldoet, waartoe dus behoort niet te groote diepte van het water, zullen koraalriffen gevormd kunnen worden. Stel dat nu in den ondergrond een zwakke plooiïng optreedt, dan kan boven de in opheffing verkeerende strooken een reeks van eilanden ontstaan bestaande uit opgeheven koraalriffen, terwijl boven de dalende strooken de riffen in atollen kunnen overgaan. Waar nu in de groep der Toekang Besie eilanden ten SE van den SE arm van Celebes (fig. 59) met elkaar afwisselen een reeks van atollen (die geheel onder water liggen), een reeks van eilanden bestaande uit opgeheven VI DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 107 ken voor ouderdomsbepalingen, want zij ontbreken in een andere facies, en een parallelisatie van twee aardlagen, die gelijktijdig in een verschillend milieu gevormd zijn, zal dus met behulp van facies-fossielen niet mogelijk zijn. Daarentegen worden karakteristieke fossielen in verschillende, maar gelijktijdig gevormde facies gevonden, en sommige van hen zijn bij uitnemendheid gidsfossielen. Fig. 62. Fossiel slakkenhuisje (rechts) en steenkern van dezelfde fossielsoort (links). (Geol. Min. Verz. T. H. Delft). Als karakteristieke fossielen komen bodembewoners weinig in aanmerking, ook niet de pelagische vormen der diepzee, wel daarentegen de in de bovenste waterlagen levende pelagische vormen, zoowel plankton als nekton, waarvan Individuen van één soort gelijktijdig in alle zones der zee leven en na hun dood door het bodemsediment begraven porden. Op deze wijze kunnen lithologisch totaal verschil- 42 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE gebied. Daartoe denken wij het stereogram fig. 15 volgens verticale vlakken AA' en BB' doorgesneden en de zoo verkregen drie blokken uit elkaar geschoven, wat in fig. 16 geschied is. k Fig. 15. Hetzelfde geplooide laagcomplex als in fig. 13 voorgesteld is. Men verkrijgt dus een volkomen duidelijk beeld van den bouw van een geplooid gebied, wanneer men daarvan een geologische kaart, dwarsprofielen en overlangsche profielen bezit. Om de voorstelling te hulp te komen wordt soms gebruik gemaakt van perspectivische teekeningen die men blokdiagrammen of stereogrammen (o. a. fig. 13, 15 en 16) 44 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE gische kaart door een streepje voor te stellen, dat met de N-richting denzelfden hoek vormt als de werkelijke strekking en loodrecht op dit streepje, in het midden daarvan, / . Teekens die op geologische kaarten ge- / 30 9 _\- bruikt worden om de richting en helling van > lagen aan te geven a b c Fig. 17. een dwarslijntje te teekenen in de richting waarheen de laag helt. Daarbij wordt gewoonlijk de hellingshoek in graden aangegeven (fig. 17 a). Loodrechte lagen worden Fig. 18. Geologisch schetskaartje van het in Hg. 15 voorgestelde oppervlak met richting en helling der lagen. 48 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Verklaring van de figuren 21—24. Dwarsprofielen van laagvlakken. a — anticlinale (plooirug); s = synclinale (plooidal of trog); PiPi = symmetrievlak; avi en avo = anticlinaa! vleugels; svi en SV2 = synclinaal vleugels; mv = middenvleugel; ak = anticlinaal kern; sk - synclinaalkern; ao en so = anticlinaleen synclinale ombuiging; h = hoogte; am = ampitude; bb = basis breedte; tb = totale breedte; o == overplooiïng. wing der figuren 21-24. Wanneer het symmetrievlak loodrecht staat, zooals dat in de plooien van fig. 20 en 21 het geval is, noemt men de plooi recht of staand', wanneer dit vlak helt, spreekt men van scheeve plooi, (fig. 22) waarbij plooirug en plooidal ieder uit een steilen en een vlakken vleugel bestaan. Amplitude en hoogte zijn nu niet meer elkaar dekkende begrippen: de amplitude is grooter dan de hoogte. Een scheeve plooi heet overhangend (fig. 23) zoodra de steile anticlinaalvleugel naar dezelfde zijde helt als de vlakke anticlinaalvleugel. Men zou dan kunnen Fig. 25. Ontwikkelde plooibreedte. zeggen, dat de steile vleugel meer dan 90° helt, maar meet in de praktijk het supplement van dien hoek. Bij overhangende plooien onderscheidt men behalve basisbreedte (bb, fig. 23) nog totale breedte (tb, fig. 23-24) en overplooüng (o, fig. 23-24). Bij zeer vlak liggende vleugels spreekt men III DE BOUW DER STEENSCHAAL 49 Van liggende plooi (fig. 24), waarbij alle lagen in de vleugels naar dezelfde zijde, isoclinaal, hellen. Bij elke plooi kan men, behalve van basisbreedte en totale breedte ook nog van ontwikkelde plooibreedte spreken, (fig. 25). Hieronder verstaat men de lengte van de dwarsdoorsnede van een laagvlak in een rechte lijn uitgestrekt. De ontwikkelde plooibreedte van het laagvlak 1-5-10-15-20 in fig. 25 is gelijk aan den afstand l'-20'. Noemen wij deze lengte ob, dan geeft het verschil ob-bb de verkorting door plooiing van een laagvlak aan, en wel bb de absolute verkorting, terwijl de breuk — de relatieve ob verkorting aangeeft. Fig. 26. Gedeelte van een plooibnndet. A = anticlinalen; S = synclinalen; Ui = lengte van de anticlinaal As 50 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Een anticlinale en een synclinale hebben ergens een begin en een einde. De plooirug As in fig. 26 begint bij 1 en eindigt bij 1]; llx is de lengte van de anticlinaal A3. In een overlangsche richting loopt over den plooirug een lijn, die alle hoogste punten der dwarsprofielen verbindt, bijv. van 1 over A3 naar llt dat is de anticlinale lijn. Eveneens bestaat een synclinale lijn, bijv. 1 S2 11( die de laagste punten van een trog verbindt. Met behulp der figuren 13-26 hebben wij de nomenclatuur der plooielementen aan laagvlakken leeren kennen, maar wij zijn nog niet ingegaan op den vorm der lagen zelf. Met Van Hise kan men zich twee uiterste mogelijkheden Fig. 27. Fig. 28. Afstandsgetrouwe plooiïng Vormgetrouwe plooiïng in dwarsprofiel in dwarsprofiel -(ideaal parallelle plooiïng (ideaal gelijksoortige plooiïng van Hise.) van Hise.) denken, waarop lagen geplooid worden. In het eene geval (fig. 27) blijft de afstand tusschen twee laagvlakken overal dezelfde, maar verandert de intensiteit der plooiïng en verflauwt zij van een zeker maximaal geplooid laagvlak naar boven en naar beneden toe, wat wij afstandsgetrouwe plooiing willen noemen. In het andere extreem (fig. 28) verkrijgt elk laagvlak denzelfden vorm als de andere, die oorspronkelijk daarmede evenwijdig liepen, en de laagvlakken zullen dus op sommige plaatsen dichter bij elkaar, op andere verder van elkaar liggen, wat wij vormgetrouwe plooiïng noemen, (fig. 29). III DE BOUW DER STEENSCHAAL 59 ingen op de lithosfeer. Tot de intrusies behooren de diepteen de ganggesteenten. De diepst gelegen vorm waarin dieptegesteenten optreden heet batholith, waarvan de groote afmetingen en het ontbreken of het schijnbaar ontbreken van een anders samengestelden ondergrond karakteristieke eigenschappen zijn. 6a) Fig. 38. {Vorming van een batholith door insmelting van vast gesteente ;in het opstijgende magma, volgens de theorie van R A Da lv B = batholith D = dakhangers Volgens E. Sues en R. A. Daly werden batholithen gevormd door wegsmelting van diep gelegen deelen der steen- IV OVERZICHT DER GEOLOGISCHE KRACHTEN 65 De geologische krachten doen dus niets anders dan de aanwezige hoeveelheid stof natuurkundig en scheikundig omzetten. Wat vast was, wordt opgelost; uit oplossingen worden nieuwe verbindingen gevormd; vormen worden veranderd. Daarbij komt waarschijnlijk nooit iets uit de barysfeer aan de oppervlakte. Het is dus een steeds wisselend spel tusschen lithosfeer aan de eene zijde en atmosfeer, hydrosfeer en biosfeer aan de andere; een spel, dat steeds aan den gang gehouden wordt door de bestraling der zon. Het zoete water werkt in de eerste plaats afbrekend, en weer en wind helpen daaraan sterk mede. Wat hier verwoest wordt, zal elders als bouwsteen gebruikt worden. De oceanen werken in hoofdzaak opbouwend. Op hun bodems worden nieuwe aardlagen gevormd. Wel maakt dat op ons niet zulk een sterken indruk als de erodeerende werking van de atmosfeer en het zoete water, maar dat komt omdat wij de gebeurtenissen in de zeeën niet rechtstreeks kunnen nagaan. Het ijs werkt zoowel afbrekend als opbouwend, maar wat door ijs nieuw gevormd wordt, valt voor een groot deel ten prooi aan de wegvoerende werking van het zoete water, dat door afsmelten van het ijs zelf ontstaat. Meer in het oog vallend dan afbrekende en opbouwende werkingen zijn twee andere tegengestelde invloeden: nivelleerende of vereffenende en reliëf vormende. Tot de eerste behooren vrijwel alle uitwendige krachten, tot de tweede de inwendige. Vulkanisme, aardbeving, en bergvorming vergrooten het reliëf der aarde. Nauwelijks echter zijn door inwendige krachten verhevenheden gevormd of meedoogenloos vallen zij ten prooi aan uitwendige krachten, die, konden zij ongestoord haar gang gaan, een eentonig nagenoeg vlak landschap zouden vormen, dat met onmerkbaar verval naar de oceanen afhelt. Schiervlakte of peneplain wordt dit theoretische eindstadium genoemd. Hoewel dit in den loop der tijden op verschillende gedeelten van de steenschaal misschien bereikt werd, was voor deze monotone landschappen toch nooit een 66 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE lang bestaan weggelegd, want na een periode van rust, begon het binnenste der aarde weer te werken. Evenals van een kringloop der stof op aarde, zoo spreekt men ook van een sluitende keten van geologische krachten, een geologische cyclus, bestaande uit: het vormen van verhevenheden op aarde: orogenesis, de afbraak van het hooge reliëf: glyptogenesis en de vorming van sedimenten, vooral in de oceanen: lithogenesis. Later zullen wij zien, dat juist op plaatsen waar nieuwe afzettingsgesteenten gevormd werden de orogenetische, bergvormende krachten bij voorkeur optreden en dus met orogenesis een .tweede cyclus ingezet wordt. Uit het hierboven medegedeelde volgt, dat wij de algemeene aardkunde naar de volgende gezichtspunten kunnen indeelen. I. UITWENDIGE KRACHTEN: |A: organische krachten 1 (de biosfeer) Hoofdstuk V , a: de werking van jB: anorganische! de atmosfeer ,, VII l krachten la het ijs . „ VIII \ fb: de werking van W het zoet¬ ig de hydrosfeer ) water . . ,, IX V de zee . ,, X H. INWENDIGE KRACHTEN: !A: vulkanisme Hoofdstuk XI B : aardbevingen ,, XII C: bergvorming ,, XIII V. DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER ROOT is de opbouwende werking van planten en dieren, veel kleiner de afbrekende. Wij willen de geologische beteekenis van de biosfeer achtereenvolgens op het vaste land en in den oceaan nagaan. OP HET VASTE LAND heeft de FAUNA, het dierenrijk, een geringe geologische beteekenis. Sferven de dieren hier af, dan blijft er weinig van over. De skeletten der gewervelde dieren zijn slechts een geringe aanwinst voor de steenschaal; zij leveren den bodem een weinig fosforzure kalk. Bovendien is de dichtheid van het dierlijk leven op het land veel geringer dan die van de bevolking der zeeën. Groote koloniën van landbewoners worden nog het meest in de vogelwereld op eilanden aangetroffen. Daar kan men dan ook in sommige gevallen van een opbouwende werking door dieren spreken. Uit de geïllustreerde werken over de jongste Zuidpool-expedities kent ieder wel de verbazend uitgebreide pinguin-kolonies. Zulke opeenhoopingen van dieren kunnen onder bijzondere omstandigheden door hunne excrementen en lijken opbouwend werken. Op de eilanden bij de kust van Peru worden in een warm en droog klimaat tot 60 M. dikke afzettingen van vogelmest: guano gevonden. Eén van de bestanddeelen van guano is fosforzuur en dit dringt op koraalriffen in de koraalkalk, waardoor fosforiet gevormd wordt. Dit gebeurt thans, en vroeger zal het wel niet anders geweest zijn. Het ontstaan van oude fosforiethoudende koraalkalk meent men daarom op soortgelijke wijze te mogen verklaren. Over het algemeen is echter de opbouwende beteekenis van landdieren gering. De afbrekende werking is nog kleinen Daartoe kan men o. a. het werk der holengravende dieren rekenen. Zij brengen aarde aan de oppervlakte, waar dit losse materiaal gemakkelijk weggespoeld wordt. 68 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE FLORA. Zeer belangrijk is daartegen de geologische beteekenis van de plantenwereld (flora), op het vaste land met zijn rivieren, meren en moerassen; en wel in opbouwenden zin. De belangrijkste brandstoffen toch worden door planten gevormd. Dat zijn in de eerste plaats turf, bruinkool, steenkool en anthraciet en voorts aardolie, die echter niet uitsluitend uit plantaardig materiaal gevormd wordt. Brandbare, door organismen gevormde delfstoffen noemt men kaustobiolithen. Vooral aan de studies van H. PoTONié, hebben wij een juist inzicht in de steenkoolvorming te danken. Zooals ieder weet, zijn de tegenwoordige gebieden, waar het beginstadium van het wordingsproces der steenkool bestudeerd moet Worden, de venen. Het eerste bedrijf in het tooneel der veenvorming heeft als achtergrond een ondiepe zoetwater-plas, veelal een haf, een door duinen afgescheiden ondiep gedeelte van de zee. De hierin uitmondende rivieren verdringen het oorspronkelijke zoute water en de vegetatie dringt van de landzijde het haf binnen. Langzamerhand verlandt het haf en ontstaat er veen. Het proces der vervening is belangrijk genoeg om er hier iets langer bij stil te staan. VEENVORMING In ondiepe zoetwaterpiassen leeft o. a. een zwevende fauna en flora (plankton) van zeer kleine afmetingen (microplankton). Zij vermeerdert zich snel, maar de individuen hebben een kort leven en op den bodem valt een voortdurende regen van afgestorven microplankton, dat daar tot rottingsslik (sapropelium) ontbonden wordt. In duinstreken zullen daarbij tevens de lichtere bestanddeelen uit het duinzand door den wind opgenomen worden en ten deele in den zoetwaterpias bezinken. Dan vormt zich op den bodem een mengsel van zuiver organisch rottingsslik met minerale bestanddeelen: er wordt sapropeliet gevormd. In zulke plassen met stilstaand water, zooals wij die ook in onze duinstreken aantreffen, bevatten de onderste water- 70 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE, Nu is echter de bodem droog genoeg voor moerasberken (Betula) en zoodra deze het gebied binnendringen, volgen spoedig dennen (Pinus silvestris) en Sparren (Picea excelsa). Langzamerhand is dus een zoo hooge veenlaag ontstaan, dat de grond werkelijk droog is en er zich heide (Erica) op aanzet. Maar nu is tevens de bodem vrij hoog boven den grondwaterspiegel uitgegroeid; en daar de turf geen goede luchtcirculatie in den grond toelaat, kunnen planten met hooge eischen hier niet meer groeien. Het veenmos (Sphagnum) is echter met weinig tevreden en bouwt nu verder hoogveen op. Berken en dennen vormen met de erica het overgangsveen. Dat het veenmos steeds nat is, is toe te schrijven aan den inwendigen bouw van dit plantje, dat daardoor in staat is regenwater en dauwdruppels als een spons op te zuigen. Zoo kan dan het hoogveen, hoog boven den vroegeren spiegel van het haf, steeds nieuw gevormd worden. Fig. 42 Schema der veenvorming volgens Potonié. 1 == sapropeliet; 2 = riet —, zegge —, elzen — laagveen; 3 = berken —, dennen — overgangsveen; 4 = sphagnum-veen (hoogveen). Voor het ontstaan van hoogveen is niet bepaald een bodem van laagveen noodig, maar wel een isoleerende laag tusschen het plantenkleed en een vruchtbaren bodem. In het boven beschreven geval is het laagveen als isoleeren- V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 71 de laag te beschouwen, terwijl elders uitgeloogd zand die rol vervult. De plantengroei, die tot het ontstaan van laagveen aanleiding geeft, heeft een zuidelijk karakter, de hoogveenflora is meer arctisch. Meer naar het Zuiden toe treden boomsoorten in het laagveen verband op, die beter bij de eigenaardigheden van een moeras passen dan de els. Taxodium distichum, de moerascypres met haar ademwortels, is zulk een boom, die in de „dismal swamps", de moerassen aan de Mississippi-monding, typische laagvenen vormt. Echte laagvenen werden in de tropen voor het eerst door den Hollandschen plantkundige S. H. Koorders in midden Sumatra gevonden. Deze ontdekking is belangrijk, omdat ons hierdoor het ontstaan der venen in het steenkolentijdperk verklaard wordt. Tot de eigenaardigheden der door Koorders gevonden boomen, die aan de laagveenvorming een hoofdaandeel hebben, behooren de, van de min of meer horizontaal groeiende hoofdwortels, recht naar boven opschietende ademwortels (pneumatophoren) en de, van den stam uit horizontaal groeiende bezemvormige luchtwortels. Voordat wij het karakter der steenkool-flora leeren kennen, willen wij eerst nagaan, volgens welk proces de verandering van hout in steenkool plaats vindt. INKOLING. De boomen en planten, die het laagveen vormen, bestaan voor een groot deel uit koolhydraten. Door ontbinding gaan deze over in humus, wat echter slechts bij gebrekkigen toevoer van zuurstof geschiedt. Humusvorming is dus een verrotting. In de venen gaat de vorming van humus gestadig door en zoodoende wordt turf gevormd. Het typische van dit proces is, dat de koolstof relatief ten opzichte van de andere elementen in dezen kaustobiolith toeneemt, maar dat het gesteente een samenstelling van koolwaterstoffen blijft; er ontstaat dus geen vrije koolstof. PoTONié noemt dit inkolen in tegenstelling van verkolen, waarbij juist wel Geologie 6 72 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE het element koolstof ontstaat, bijv. in den vorm van houtskool. Bij de inkoling komen koolzuur (COa) en water vrij en in een verder stadium vooral moerasgas of methaan (CH4). Er wordt zoodoende meer waterstof en zuurstof uitgescheiden dan koolstof, zoodat het overblijvende relatief rijker aan koolstof wordt. Zoowel het uitgangsproduct hout, als de verschillende daaruit gevormde kaustobiolithen, bezitten behalve de brandbare koolwaterstofverbindingen ook nog minerale bestanddeelen. Laten wij deze, die als asch bij de verbranding overblijven, buiten rekening, dan is de samenstelling der verschillende leden der hout-steenkolen-reeks, in % uitgedrukt, als volgt: C H O Cellulose (houtvezel) 50 6 44 Turf \ 2-6-i 39 (60 0 (34 Tertiaire Bruinkool j 66 _ 5 _ j 29 |«>r$r 14 Anthraciet ] — 3 — \ \ Het bij de inkoling gevormde methaan geeft, na vermenging met de lucht, aanleiding tot de gevaarlijke ontploffingen in steenkolenmijnen („schlagende Wetter", „grisou"). Is de steenkool rijk aan bestanddeelen, die bij verhitting als gassen ontwijken (vluchtige bestanddeelen), dan wordt zij gasvlamkool, gaskool of vetkool genoemd; is ze daaraan arm, dan heet zij m a g e r e k 0 0 1. Anthraciet bezit nog minder vluchtige bestanddeelen dan magere kool. V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 75 Kleum langs anorganischen weg verkregen kan worden, is het aantal der vakmenschen, die aan een anorganische ontstaanswijze van aardolie gelooven, tegenwoordig gering. ■ Het gelukte Engler in 1889 door destillatie onder 15-20 ■ atmosfeer druk en bij een temperatuur van 350° C. uit dierlijk vet kunstmatig petroleum te verkrijgen. Sindsdien Bheeft de theorie der organische vorming van aardolie heel ■wat meer aanhangers gekregen. Voor organischen oorsprong pleiten de aanwezigheid van stikstof en het feit, dat bijna ■ alle aardoliën zoogenaamd optisch actief zijn. 7) Nemen ■ wij de organische ontstaanswijze van aardolie aan, dan is ■ het nog de vraag, of dierlijke of plantaardige organismen ■den oorsprong vormen. Vroeger bedacht men zeer fantas- tische katastrofes, bijv. die waarbij tallooze walvisschen plotseling in een binnenzee gestorven zouden zijn en dadelijk daarna toegedekt met slib. Al die massa's vet en traan, die daarbij begraven werden, zouden dan het grondmateriaal voor aardolie gevormd hebben. Veel natuurlijker schijnt de verklaring van PoTONié, die het s a p r o p e1 i u m als grondstof voor de vorming Van aardolie bef schouwt, en wel juist omdat rottingsslik rijk is aan vetten I en eiwitstoffen. Wel is waar zijn deze organismen, waartoe o. a. oliehoudende wieren en kreeftjes behooren, microscopisch klein, maar hun aantal is onmetelijk groot. Bovendien gelukte het Engler uit de wierensoort Macrocystis ■(Polycystis) flos aquae, afkomstig uit den Havel, onder [ druk petroleumachtige olie te destilleeren. Een soortgelijk ■ resultaat leverde de destillatie van een recente verrottingsi slik op. Onder nadrukkelijke verklaring dat de petroleum' specialiteiten het nog niet eens zijn over de ontstaanswijze van aardolie, sluiten wij ons aan bij de onderzoekers, die I aannemen, dat in verreweg de meeste gevallen aardolie uit planktonische micro-organismen, zoowel plantaardige als dierlijke ontstaat, door natuurlijke destillatie onder druk. De voor deze destillatie noodige hooge temperatuur komt op eenige diepte in de steenschaal voor (zie hoofdstuk XI) I en de druk ontstaat in hoofdzaak vanzelf door de zich ont- 76 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE wikkelende gassen, die niet kunnen ontwijken. Aardolie bevat veel gassen in oplossing; hierin vindt men de verklaring van de spuitende petroleumbronnen. Bij aanboring van een aardoliehoudende laag kunnen deze gassen ontwijken, de olie meevoerende. SLIJKVULKANEN. Soms ontwijken de gassen langzaam door natuurlijke spleten in het gesteente. Wanneer deze gassen op hun weg naar boven kleilagen en grondwater ontmoeten, komt soms een grijze brei aan de oppervlakte, waaruit slijkvulkanen opgebouwd worden, (fig. 44). Deze slijk- Fig. 44. Slijkvulkanen. Paclele mici, ten N. van Berca a. d. Buzau. Roemenië. (Opname van den schrijver) vulkanen bestaan dikwijls uit groote velden van ingedroogde modder, waarop talrijke kleine kraters als puisten uitsteken. V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 77 In de actieve kraters staat de brei op een zeker niveau of stijgt en daalt beurtelings, terwijl bellen van brandbare gassen voortdurend opborrelen (fig. 45). Soms echter is de werking veel heftiger, zooals bijv. vroeger in Roemenië, waar men nu tot 5 M lange blokken zandsteen vindt, die uit een diepte van ± 200 M door explosieve gasontwijking, naar boven gebracht moeten zijn. Fig. 45. Top van een slijkvulkaan op het oogenblik dat een gasbel door de modder opstijgt. Paclele mici, ten N. van Berca a. d. Buzeau. Roemenië, (Opname van den schrijver) Met het eigenlijke vulkanisme hebben deze slijkpuisten 78 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE en velden dus niets te maken, maar de uiterlijke vorm vertoont eenige overeenkomst. AFBREKENDE WERKING VAN PLANTEN. De afbrekende werking van planten, inclusief bacteriën, is geologisch van niet zeer groote beteekenis, maar voor de bodemkunde of pedologie is zij hoogst belangrijk. 8) Groeiende wortels zijn in staat door toename in lengte en dikte als ingeslagen wiggen mechanischen arbeid te verrichten, wat bijv. op oude begraafplaatsen aan door boomwortels opgetilde zerken waar te nemen is. Zoo werken zij ook rotsblokken uit het gesteenteverband los. Kleine wortels maken den bodem los. Bovendien doet zich naast deze zuiver mechanische werking een scheikundige invloed in den bodem gelden. Door ontbinding van plantaardige stoffen boven den grondwaterspiegel ontstaat de zoogenaamde bladaarde, die humuszuren bevat. Deze werken scheikundig op den bodem in, waardoor in verbinding met de mechanische wortelwerking en het graafwerk van wormen teelaarde gevormd wordt. De overgang van een versch, bijv. gelaagd gesteente tot teelaarde is soms duidelijk in een natuurlijk profiel na te gaan. (fig. 46). DE ZEE-ORGANISMEN. Wat wij van het leven in de oceanen kennen leert ons ook weder dat de opbouwende werking van organismen zeer groot, de afbrekende gering is. Men kan gerust zeggen, dat pas door middel van het marine-gedeelte van de biosfeer de afbraakproducten, afkomstig van andere geologische krachten, volledig omgezet en weer tot nieuwe bouwwerken vereenigd worden. Wat weer en wind vernielen, wat door de rivieren in zee gevoerd wordt, daarvan wordt het opgeloste gedeelte hoofdzakelijk door organismen tot nieuwe bouwsteenen vereenigd. Naar de allernieuwste onderzoekingen schijnt zelfs aan de kleinste plantaardige organismen, de bacteriën, een V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 79 groote opbouwende werking te moeten worden toegeschreven. Het ontstaan van de zoo veelvuldig voorkomende dichte kalksteen (Ca C03) werd bij gebrek aan beter inzicht tot voor korten tijd soms aan directen scheikundigen neerslag toegeschreven. Nu ontdekte G. H. D r e w onlangs echter een splijtzwam (bacterie) met zeer bijzondere eigenschappen. Deze zwam, Bacterium calcis, leeft in de tropische zeeën en bezit het vermogen uit calciumhoudende oplossingen, — en als zoodanig komen in het zeewater hoofdzakelijk sulfaten in aanmerking, — koolzure kalk (Ca COs) af te scheiden. Hiermede is nu plotseling de mogelijkheid gebleken van een organische ontstaanswijze van den dichten kalksteen. Fig. 46. Natuurlijk profiel, dat de vorming van teelaarde uit gelaagden kalksteen vertoont. Bij Aarau, Zwitserland. (Opname van den schrijver.) Biologische gegevens. Laat ons nu de meer bekende zeeorganismen beschouwen. Wat in de zee leeft is óf aan den 80 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bodem gebonden (het benthos) óf het beweegt zich actief of passief in het water (pelagische vormen). Benthonische organismen zijn óf vastgehecht aan den bodem, zooals sommige wieren, zeeanemonen, het grootste gedeelte der brachiopoden (armpootigen), sponzen, koralen, enz., óf zij kruipen op of in den bodem rond, zooals wormen, zeeappels, de meeste lamellibranchiaten (mosselen). Van de pelagische vormen verplaatst zich een deel met eigen kracht, dus actief, het nekton, waartoe vooral visschen, andere gewervelde dieren met vischachtigen vorm, zooals walvisscheri en dolfijnen, en sommige cephalopoden (inktvisschen) behooren, terwijl de rest zich weinig of niet kan voortbewegen, in hoofdzaak slechts zweeft, en zoo door zeestroomingen verplaatst wordt: het plankton. Hiertoe rekent men ook de kwallen, maar belangrijk zijn vooral kleine vormen: het microplankton, waaronder diatomeèn, coccolïthophoren, peridineeën (alles planten!), globigerinen, (foraminiferen), radiolariën, ostracoden (dieren) behooren. Deze kleine vormen zijn in onmetelijk aantal in de zee aanwezig. Planten, wieren en micro-wieren leven slechts in de bovenste waterlagen, omdat waar geen licht doordringt geen bladgroen kan bestaan. Op 100 tot 150 M. diepte dringt al heel weinig licht meer door. Een gevolg hiervan is, dat dieren, die zich met deze planten voeden, (herbivoren of graseters), eveneens slechts in de allerbovenste waterlagen leven. Waarmede voeden zich dan de in lagere niveaux levende dieren? Met den onafgebroken neerslag van afgestorven planten en herbivoren. Op den niet te diepen bodem valt dus organogeen slik, dat daar door de benthonische sliketers (limnivoren) gretig verteerd wordt. De vleescheters (carnivoren) voeden zich met het vleesch, het bloed en de lymphe van herbivoren en limnivoren. Wij behoeven hierbij niet alleen te denken aan haaien en dergelijke vraatzuchtige, soms zelfs menschenetende, dieren; ook schelpdieren zijn soms carnivoor. Sommige slakken (gastropoden) boren met hun chitineuse wrijfplaten (Radula) zoolang op een ander V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 81 schelpdier in, totdat zij door de schaal heen zijn en den inhoud kunnen verteren. Voor een beschouwing der organogene sedimentvorming op den zeebodem is het van het grootste belang de diepte der zee te kennen. Het karakter der bodembewoners wisselt natuurlijk met de diepte van het water. Aan vlakke kusten met branding leven de organismen hetzij in den lossen bodem (ringwormen, bot) om zich tegen den golfslag te beschutten of zij hechten zich, vooral aan rotskusten, vast (zeepokken), of zij boren zich in de rots (boorsponzen, boorschelpen, sommige zeeappels), waardoor zij tevens in geringe mate afbrekend werken (fig. 47). In andere gevallen beschutten schelpdieren zich tegen den golfslag door dikke schalen gelijk bijv. de oesters. Op grootere diepte dringt geen licht door. Daarom leven daar hetzij blinde dieren of dieren met zeer groote oogen, die soms op lange beweeglijke stelen geplaatst zijn. Van deze oogen zouden zij in de duisternis der diepe wateren echter geen nut hebben indien zij niet öf zelf lichtgevende organen als dievelantaarntjes konden gebruiken, öf andere lichtgevende dieren als prooi konden beschouwen. Daar beneden behoeven de schalen niet diikwandig te zijn, evenmin als bij pelagische oceanische vormen, want op den bodem der diepzee heerscht absolute rust en daarboven loopen de schelpdieren weinig kans ergens tegen aan te botsen. Dat tot op de grootste diepten nog leven is weten wij door de diepzee-onderzoekingen. De groote druk, die daar [heerscht, speelt niet zulk een belangrijke rol, als men vroe|ger dacht. Er zijn dieren bekend, die 2000-6000 M. verticale [verplaatsing verdragen, wat overeenkomt met een drukverfschil van 200-600 atmosferen! Beteekenis der biologie voor de geologie. Men zal zich wellicht afvragen, wat al deze biologische kwesties met geologie te maken hebben? Welnu, ook vroeger leefden in de zee dieren, die ten deele wel van de tegenwoordige in bouw afweken, maar toch niet zóó, dat wij hunne leefwijze niet "zouden kunnen vergelijken met die van recente vormen. 82 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Indien wij nu de levenswijze en levensvoorwaarden van de vroegere zeedieren kennen, kunnen wij ons ook een voorstelling maken, niet alleen van de vroegere uitbreiding der zeeën, maar ook van de zeediepten, dus van de configuratie in het groot van den zeebodem 9). Fig. 47. Kalksteen met groote, cylindrische gaten van boorschelpen en kleine gaten van boorsponzen. Boulonnais. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft) Wanneer wij in oude aardlagen een koraalrif vinden, stellen wij ons voor, dat, toen dat rif gevormd werd, op die plaats in een tropisch klimaat koralen hun rotsen bouwden; en wanneer wij in een zandsteen een schelpenlaag vinden, V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 83 [denken wij aan een zandige kust met schelpbanken. Wanneer wij eindelijk trilobieten zonder oogen in een kalksteen vinden, komt het vermoeden bij ons op, dat die kalksteen op groote diepte gevormd werd. Fig. 48. Een trilobiet zonder en een met oogen. Naar G. G ü r i c h. Het exemplaar zonder oogen (links) bezit midden-cambrischen [312] ouderdom, het andere midden-devonischen [332], Temperatuur van het zeewater. Onder de belangrijkste levensvoorwaarden der zeedieren moeten wij den warmtegraad van het water rekenen. Visschen verdragen, vooral in tropische zeeën, geen groote temperatuurschommelingen van het water. Worden deze grooter dan 5° C, dan sterven zij. Er zijn bijzondere plaatsen in de oceanen, waar zich steeds groote temperatuursverschillen in het water voordoen, en die voor koudbloedige dieren, als de visschen, ■oodelijk zijn. Op de plaatsen waar koude oppervlakteBtroomen uit de poolstreken met warme oppervlakte-stroomen uit de buurt van den evenaar in aanraking komen, treden deze temperatuurverschillen op. Waar aan de Oostkust van Noord-Amerika de warme Golfstroom met den ■ouden Labradorstroom in aanraking komt, sterven de in het warme water levende dieren zoodra zij in den keuden 84 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE stroom komen en omgekeerd. Op zulke plaatsen ontstaan op ' den bodem der zee groote opeenhoopingen van doode vis- ! schen, cephalpoden enz. Dit verschijnsel verklaart ons niet alleen het optreden van groote hoeveelheden vischskeletten 1 in gesteenten, maar bovendien de locale vorming van I fosfaat concreties. Want door de ontbinding der op den zeebodem liggende vischlijken, ontstaan scheikundige reac- j ties tusschen de verschillende ontledingsproducten en wordt fosfaat (fosforzure kalk) neergeslagen dat aanleiding geeft tot het ontstaan van knolvormige fosfaat concreties (ophoopingen). Zulke fosfaatknollen werden door diepzee onderzoekingen o.a. opgevischt bij de Agulhas bank, de 1 Oost-kust van Japan, de Spaansche kust, de Oostkust van j Australië, de kust van Chili, de Oostkust van Zuid-Ame- J rika, tusschen den mond van den Rio de La Plata en de I Falklands eilanden, de Atlantische kust van Noord Amerika, derhalve plaatsen, waar groote temperatuurverschillen in het oppervlakte water öptreden. (Men vergelijke het Wereldkaartje No. 2). Het diepere water in de open zee bezit van 200 M. af een nagenoeg constante tempera-j tuur, en de daar levende dieren zijn dus niet aan het gevaarlijke kouvatten of aan te groote warmte blootgesteld, j Slechts bij de kusten treedt vermenging van koud en warm j water op. Fosfaatknollen worden dus alleen in de buurt 1 van kusten gevormd en zijn in oude aardlagen een bewijsj voor het niet veraf zijn van de toenmalige oeverlijn. Door dit voorbeeld wordt duidelijk, hoe ingewikkeld som-j mige geologische problemen zijn en hoe zij dikwijls samenhangen met alles wat op en om de aarde gebeurt. Kort uitgedrukt is de weg, die tot de vorming van fosfaat-1 knollen leidt, de volgende: bestraling door de zon — win-j den — zeestroomingen — temperatuurverschillen in hetj oppervlaktewater — sterven van koudbloedige dieren —j scheikundige omzettingen der ontledingsproducten — fos-1 faatconcreties. Zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen zijn ook de koralen. Waar de maximum en minimum temperaturen I V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 85 [van het zeewater meer dan 6° C verschillen, kunnen koralen niet leven. Vandaar, dat er geen koraalriffen gevonden worden aan de Westkusten van Afrika en Zuid-Amerika, waar koud water aan de kusten opstijgt en in aanraking komt met warmere zeestroomingen, terwijl op dezelfde breedte wel . rifkoralen aan de Oostkusten dezer werelddeelen voorkomen. ZEE-SEDIMENTEN. (Men vergelijke de wereldkaartjes [No. 1 en No. 3). [ Pelagische organismen, en daarvan vooral de microfauna en flora, hebben een buitengewoon belangrijke opbouwende geologische kracht. De uiterst kleine ééncellige foraminiieren, die een sierlijk pantser van koolzure kalk bezitten, zijn van bijzonder gewicht voor de sedimentatie. Door hun hfsterven ontstaat een neerslag van organogene koolzure kalk op den bodem der oceanen. Een belangrijke plaats onder deze foraminiferen nemen de globigerinen in. [ Bij den neerslag van kalkschaaltjes treden zij soms zoo bverheerschend op, dat men van globigerinen-slik spreekt, (fig. 49). Daarin komen echter ook resten van andere zee- Fig. 49. Globigerinen slik. Naar Murray en Philippi Valdivia-expeditie. 86 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE organismen voor, onder welke in de eerste plaats kalkplaatjes van Coccolithophoren (kalkflagellaten) microscopisch kleine ééncellige planten genoemd moeten worden. Het is één der belangrijkste resultaten van de Nederlandsche Siboga-expeditie, dat wij nu met zekerheid weten van welk soort van organismen die kleine ronde kalkplaatjes, met of zonder knotsvormig uitsteeksel, afkomstig zijn. Reeds in de alleroudste aardlagen komen deze Coccolithen en Rhabdolithen voor. (fig. 50) Uit globigerinen is o.a. het natuurlijke schrijfkrijt opgebouwd en men meende vroeger, dat dit krijt een diepzee globigerinen-slik uit een lang vervlogen tijdperk was. Het is den Franschen onderzoeker Cayeux echter gelukt te bewijzen, dat het schrijfkrijt niet in de open zee, maar in de buurt van de kust gevormd werd, waar in het algemeen juist andere producten dan globigerinen-schaaltjes het hoofdbestanddeel der afzettingen vormen. Echte globigerinen-slik wordt vooral op 2000-4000 M diepe zeebodems afgezet, maar kan tusschen 200 en 5000 M diepte gevormd wórden. De zeer kleine globigerinen bezitten nog betrekkelijk dikke kalkschaaltjes; er leven in de zee andere diertjes met nog dunnere pantsertjes van koolzure kalk. Deze stof is nu wel niet zoo heel gemakkelijk oplosbaar in het zeewater, maar de lange weg van de opper- Fig. 50. Cocolithen (C.) en rhabdolithen (R) 400 ca. —r— V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 87 ■vlakte naar den zeebodem, die door de afgestorven organismen uiterst langzaam, bijna zwevend afgelegd wordt, biedt . voldoenden tijd voor oplossing en daarbij komen de pantsertjes steeds meer met nieuw koolzuurhoudend water in aan- Iraking. Zeer dunschalige kalkpantsertjes bereiken dan ook niet tden diepen zeebodem, want zij zijn voor het einde van den langen weg reeds geheel opgelost. Vleugelslakken, of pteropoden bezitten zulke ragfijne kalk- E omhulsels, veelal in den vorm van lange, smalle holle kegeltjes. Deze weekdiertjes zijn zoo teer, dat zij slechts in de jopen zee kunnen leven. Wanneer zij gestorven zijn, bezinken de miniatuur peperhuisjes; maar slechts indien zij op een [niet te diepe plaats zinken, bereiken zij den bodem. Op onderzeesche ruggen, zooals die vooral in den Atlantischen [Oceaan voorkomen, vindt men ze bij diepzeepeilingen tusschen 700 en 3000 Al. diepte, vermengd met globigerinen. [(fig. 51). Pteropodenslik is dus slechts een bijzondere variëteit van globigerinenslik. Fig. 51. Pteropoden slik. Naar Murray en Philippi Valdivia-expeditie. Geologie 7 88 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE De bodem van den oceaan ligt op verschillende plaatsen echter zoo diep onder den zeespiegel, dat ook de globigerinen-schaaltjes op hun weg daarheen geheel oplossen, zoodat op ± 7000 M. diepte alle kalkfragmenten door het zeewater opgelost zijn. Op zulke zeer diepe plaatsen wordt dan, wanneer ten minste een reeks van factoren daartoe meewerkt, een ander organisch sediment gevormd, dat eveneens uit microscopisch kleine pantsers van diertjes bestaat, maar waarvan de stof kiezelzuur (Si 02) is. Radio-, lariën heeten deze kleine ééncellige diertjes, die met hun prachtige fijne kiezelzuur skeletjes tot het allersierlijkste behooren, wat in de planten- en dierenwereld bekend is (fig. 52). Een sediment dat bijna uitsluitend uit deze skeletjes bestaat heet radiolariensïik en wordt in de allerdiepste gedeelten van den Stillen en Indischen Oceaan gevonden. Fïjfi^ 52. Radiolarièn uit radiolariensïik Naar Murray en Philippi Valdivia-expeditie. Het is eigenlijk slechts een variëteit van het later in hoofdstuk X te bespreken roode diepzeeslik. Ook in on-; dieper water bezinken deze kiezelzuurplantsertjes, maar zij V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 89 gaan daar verloren onder het in veel grooter hoeveelheid aanwezige kalkmateriaal. Fig. 53 geeft een aanschouwelijke voorstelling van het verband tusschen diepte van den zeebodem en kalkgehalte van de sedimenten. Men vergelijke deze voorstelling met het wereldkaartje der zeesedimenten en deze weer met het kaartje waarop de zeediepten aangegeven zijn. (Zie ook fig. 54 en 55). Fig. 53. Het verband tusschen zeediepte en kalkgehalte van de bodemsedimenten. P = Pteropoden slik. G = Globerinen slik. R = Radiolarièn slik. Klimatologische eigenschappen van de zee zijn de oorzaak van kleine of groote verschillen in het bodemsediment. In de tropen leven groote globigerinen en wordt dus een grof globigerinenslik gevormd, terwijl in de gematigde streken onder overigens gelijke omstandigheden kleinere globigerinen en aanverwante foraminiferen leven. In koude streken wordt echter een geheel ander organogeen bezinksel afgezet en wel een plantaardig. In de buurt van het antarctische ijs in het Zuiden en in het Noorden van den Grooten Oceaan leven, vooral diatomeeën. Dat zijn kleine ééncellige kiezel- 90 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE (3600—5400 M.) Fig. 54. Diepte kaart van den Grooten Oceaan. Naar J. M u r r a y wieren, de plantaardige tegenhanger van de radiolarièn, even fijn of nog fijner gebouwde omhulseltjes, kunstig, fijn geciseleerde doosjes (fig. 56). Door de diepzee onderzoekingen werd circumpolair om het antarctische continent een gordel van diatomeëenslik V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 91 □ 0-25 °/o Ca COa Si 50-75 % Ca CO, pi 25—50 % Ca C03 II meer dan 75 % Ca CO., Fig. 55. Gehalte aan koolzure kalk in de afzettingen op den bodem van den Grooten Oceaan naar J. M u r r a y. ontdekt; terwijl men van het Noorden van Japan langs de Aleoeten tot in de buurt van Vancouver een tweede uitgestrekt gebied van diatomeëenslik vond. Nog niet verklaard is het plaatselijk voorkomen van diatomeëenslik op enkele plaatsen in den Stillen Oceaan, midden in de vlakten, die door rood diepzeeslik ingenomen worden. 92 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 56. Diatomeëen uit diatomeëenslik. Naar Murray en Philippi Valdiva-expeditie.. SHELF. Wanneer wij het wereldkaartje No. 1 met de j zeediepten beschouwen, dan zien wij dat een zeer ondiep j gedeelte als smalle of breedere strook de werelddeelen omzoomt. Het is alsof het land zich onder zee nog een eind | ver voortzet, om dan pas op kleineren of grooteren afstand ] van de kust sneller te dalen. De diepte van dezen onderzee-voet der continenten is verschillend (25-500 M.), maar j gemiddeld 200 M. De 200 M-lijn scheidt de vastelands-stoep 1 (Shelf) van de diepe zee. Het gedeelte van de zee, dat boven dit voetstuk ligt, noèmt men neritische zone, terwijl \ het ondiepste gedeelte daarvan strandzone of litorale zone heet. De rest der zeëeo wordt diepzee genoemd en onder- j verdeeld in een bathyale of bathysche zone van 200-1000 M. j 'diepte en een. abyssale of abyssische zone van 1000 M. tot de grootste diepten, die tot bijna 10.000 M. bekend zijn. Wij beschouwden tot nu toe de sedimentvorming door pelagische organismen en bewogen ons in gedachten in de bathyale en abyssale gedeelten der oceanen. Wat wij daar ; V DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 93 van de organismen leerden kennen was hun opbouwende werking en samenvattend kunnen wij er van zeggen: hoe kleiner, hoe belangrijker als geologische kracht. KORAALRIFFEN. In de neritische zone vraagt één biologische gemeenschapsgroep onze bijzondere aandacht. Dat is het complex van dierlijk en plantaardig leven, dat men koraalriffen noemt. Deze grootere dieren en planten, werken in de eerste plaats opbouwend door hun kolonisatorische kracht. Diepte, temperatuur en helderheid van het water zijn de drie factoren, waaraan op zeer bepaalde wijze voldaan moet worden, om koraalrotsvormers het leven mogelijk te maken. Naar de nieuwste onderzoekingen van Gardiner kunnen rifbouwende koralen niet dieper dan 64 meter onder den waterspiegel leven en de kalkof scheidende wieren {kalkwiereri) niet dieper dan 120 M. Deze beide groepen van dieren en planten bouwen de koraalriffen op en worden hier samengevat onder het begrip korallogene organismen. De temperatuur van het zeewater, waarin deze organismen koloniën vormen, is gewoonlijk gemiddeld niet lager dan 20° C. en schommelt hoogstens 6° C. In de typische koraalrif-gebieden is de gemiddelde temperatuur nog wat hooger en het verschil tusschen maximum en minimum temperatuur geringer. Voorts moet het water zout zijn en volkomen helder. Daarom komen koraalriffen nooit voor op plaatsen, waar rivieren in de zee uitmonden, want deze maken het water troebel door het meegevoerde slib. Een strijdpunt is nog steeds de verklaring van het ontstaan van atollen (ringvormige, uit koraalkalk bestaande eilanden). De theorie van Darwin, die door Dana nader uitgewerkt werd, bleef langen tijd door haar eenvoud zonder tegenspraak. Zij is overbekend: korallogene organismen zouden om een eiland eerst een franje rif bouwen, het eiland zou langzaam zakken, terwijl de kalkafscheidende planten en dieren in hun groei in tegengestelden zin met deze be- 94 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE weging gelijken tred zouden houden (fig. 57). Het franje rif ging over in een barrière rif of in een atol, alnaarmate een groot landcomplex of een klein eiland daalde. Fig. 57. Vorming van een barrière-rit en van een atol naar de theorie van Darwin. (Naar Emm. de Martonne) Murray, de beroemde leider van de „C h a 11 e n g e r" diepzee-expeditie, heeft een andere theorie gegeven, die veel aanhangers heeft verkregen. Door het diepzee-onderzoek is aangetoond, dat er veel meer onderzeesche vulkaankegels bestaan, dan als eilanden boven de zee uitstekende vulkanen. Men kent er tegenwoordig 350, die van de grootste diepten steil oprijzen tot 900 a 18 M. onder den zeespiegel. Volgens Murray worden de toppen dezer bergen langzamerhand opgehoogd door afstervend benthos en er op neervallende resten van pelagische organismen. Tenslotte wordt zoodoende een niveau onder den zeespiegel bereikt, dat gunstig is voor de ontwikkeling van korallogene organismen. Gardiner vond, dat niet de koralen, maar de kalkwieren, behoorende tot het geslacht Lithothamnium, de 98 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZE» AARDE koraalriffen, wederom een reeks van atollen, op hun beurt gevolgd door een reeks van eilanden bestaande uit opge¬ heven koraalriffen, ligt het voor de hand om aan te nemen, dat de atollen in dit geval zijn ontstaan door tektonische daling van strooken van den zeebodem. Op deze wijze kun- V DE ORGANISCHE KRACHTEN, DE BIOSFEER 99 nen, althans theoretisch, afzettingen van koraalkalk ontstaan van honderden meters dikte. 3e. Isostatische compensatie. Isostasie is het streven naar herstel van evenwicht in de lithosfeer. Zoodra ergens dat evenwicht verbroken is, bijv. door gebergtevorming of vulkanische uitbarstingen, volgt een lang tijdperk waarin een nieuwe evenwichtstoestand benaderd wordt. Isostatische compensatie is het wordingsproces om tot de nieuwe evenwichtstoestand te geraken. Molengraaf f heeft dit proces in verband gebracht met de vorming van atollen en barriéreriffen. Hij meent dat de echt oceanische vulkanische eilanden, zooals er talrijke in den Stillen Oceaan voorkomen, zich, tengevolge van isostatische compensatie, in langzaam dalende beweging bevinden. Voor zoover deze eilanden franjeriffen hebben bezeten, zullen deze volgens de hypothese van Darwin in barrièreriffen of atollen overgaan. Ook volgens deze ontstaanswijze kunnen koraalkalk afzettingen van honderden meters dikte ontstaan. Waar in de laatste jaren deze drie argumenten gevonden werden om de door Darwin gepostuleerde daling van den ondergrond der riffen te verklaren, is de hypothese van Darwin niet slecht opnieuw op den voorgrond getreden, maar wordt het weer zeer waarschijnlijk dat deze groote natuuronderzoeker het ontstaan van barriéreriffen en atollen goed heeft ingezien. HET BEGRIP FACIES In dit hoofdstuk hebben wij gelegenheid gehad met de wijze van ontstaan van verschillende afzettingsgesteenten kennis te maken. Hieruit is zeker wel duidelijk geworden, dat elk sediment een som van eigenschappen bezit, die het gedurende de sedimentatie verkregen heeft. Deze som der primaire eigenschappen van een gesteente noemt men facies. Dit primaire karakter blijkt zoowel uit de eigenschappen als gesteente zonder meer (lithologische eigenschappen), als uit de eigenschappen der ingesloten organismen (palaeontologische eigenschappen). 100 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Als gesteente heeft het dus de lithologische eigenschappen van bijv. steenkool, kalksteen, fijnkorrelige of grofkorrelige zandsteen, of kleisteen, terwijl de resten van ingesloten organismen als boomstronken, koralen, schelpen, vischskeletten aan het gesteente een tweede reeks van eigenschappen, de palaeontologische, geven. Beide gecombineerd, geven ons den sleutel in handen voor de verklaring der wordingsgeschiedenis van een bepaald gesteente. Met Haug kan facies ook als volgt gedefinieerd worden: F a c i e s is de som der lithologische en palaeontologische eigenschappen van een afzetting op een bepaald punt. De sedimenten die wij in dit hoofdstuk leerden kennen, behooren tot de organogene facies, het zijn door levende organismen gevormde steenen: biolithen. De steenkoolformatie is een zoetwaterfacies, de koraalrif-kalken behooren tot de neritische facies en in het bijzonder tot de strandfacies. Radiolariensïik is een diepzee of abyssale facies. Elke geologische opbouwende kracht levert een reeks van facies op, waarvan wij er verschillende in de volgende hoofdstukken zullen leeren kennen. Hier behandelden wij de wijze van afzetting van een deel der sedimenten; hoe uit de losse opeenhoopingen een vast gesteente ontstaat, zal in hoofdstuk X beschreven worden, na een uiteenzetting van de verschillende exogene krachten. VI. DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE SN het vorige hoofdstuk hebben wij nagegaan wat tegenwoordig zoowel in ondiepe piassen als in de oceanen plaats grijpt. Bij verschillen- I de gelegenheden konden wij er op wijzen, aai Ivroeser verschijnselen optraden, analoog aan die, welke zich nu nog voordoen. Er rijzen nu twee vragen in verband met dat woordje „vroeger" ; ten eerste : waaraan en hoe kunnen wij nagaan, dat een aardlaag, die vroeger afgezet werd, ouder is dan een andere, en ten tweede: hoeveel is een zekere aardlaag ouder, vroeger afgezet, dan een andere. Zoodra de eerste vraag beantwoord is, kunnen wij den relatieven ouderdom der aardlagen bepalen, d. w. z. dan kunnen wij uitmaken, wat vroeger en wat later gevormd werd. De tweede vraag naar den absoluten ouderdom der aardlagen zal pas aan het einde van dit werkje behandeld kunnen worden, omdat wij voor de beantwoording daarvan eerst de geologische krachten moeten kennen. De wetenschap, die zich met de beschrijving der sedimentaire aardlagen bezig houdt, haar ontstaanswijze en ouderdom tracht vast te stellen heet stratigrafie. Met eenige principes van de stratigrafie moeten wij hier kennismaken om te begrijpen, hoe de relatieve tijdschaal in de geologie opgesteld werd. Het allereenvoudigste principe is dit, dat i n e e n o n g estoorde reeks van sedimenten het onderste ouder is dan hetgeen daarboven ligt. Maar dikwijls zijn de lagen gestoord, soms zelfs liggen geheele Taagpaketten onderste boven. In zulke gevallen zou dus niet uit te maken zijn, wat ouder en wat jonger is, indien niet een ander hulpmiddel voor de bepaling van den Palaeozoicum ^team Neozoicum 9 eÜ E? 9 re |" ? 2? £ ö > $ 3 8 o 3 ë " g o | < Zologische tijdperken 3 . . 3 . . . . g 3 fJT £ W ft Go 00 ^Jx^^Ü o, I — KJ Lo jv — M ui — M N) 4 I 1 I 1 I I I I I I |~3 ^Pën — —» — c>'^ G^gkofTT~ ' r S'Vn J Gymnospermen > — ^^amen "7,T~ ~ Z ^ Kryptogamen ^^—m —^ — — — ~~ pfö1^ ' ~ — — -^ü»--- -s?k r~~ ■ai n ,1 •^■M^^i—^™ K"''1 t Coelenteraten -- " ry^en - — —«MHMBm— zz—— - - vflMIlBaHB. 21'1' i Echinodcrmcn ^ - ™"^™ ^™ MM—- — — IV-^'d,.;. M0|!USC0k!rn ! ™~ — — ————— L'^nchiatcn —- 1 — — — MMmLi — SL';'' — A#en E N«f ; r D -^■■Mi™^- o^'^s ( Nautiloidca £f — - B^en = g ™«m»»— -T>% Z — — — — —MMMMMM frf* •§ > " — — — — — —— Sp{% Duizendpooten f — — — —MM Ins' v 3 ? —--«■ïiiïi v.-;11 —■■»— A„,;% Rf < ~" — ~™ VT | La* °r9aniseerde) 3 ; |. , Zoogdieren £ " ' ' ' ' ' M ' ' fi 64. 1 GRAFISCHE VOORSTELLING VAN DE ONTWIKKELING VAN HET LEVEN OP AARDE Samengesteld door Prof. Dr. h. Gerth Geologie 8 104 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE relatieven ouderdom bestond. Ontbreekt dit middel, wat in enkele gevallen voorkomt, dan weten wij niet of een groep bestaande uit de boven elkaar liggende lagen A, B, C, D en E in deze volgorde of omgekeerd: E, D, C, B, A opgevat moet worden, wij weten dan niet of A dan wel E het oudste sediment in het laagpakket vertegenwoordigt. Gelukkig komen echter dikwijls resten van organismen, zoowel van dieren als van planten, fossielen, in oude aardlagen voor, die voor den geoloog een soortgelijke waarde hebben als munten in oude graven voor den archeoloog. Met deze geologische munten kan de ingewijde een geologisch jaartal bepalen. In het algemeen echter kan men wel het tijdperk bepalen waarin een aardlaag ontstond, maar zelden het jaartal in menschelijke jaren uitgedrukt. Wij weten dus in het algemeen wel wat eerst leefde en wat daarop volgde, maar niet hoeveel jaren daartusschen verliepen. Om een volkomen juist inzicht in de waarde der fossielen als relatieve ouderdomsbepalers te verkrijgen, zouden wij de geheele palaeontologie van een vergelijkend anatomisch standpunt moeten behandelen en de ontwikkeling der planten en dieren (evolutie) door alle aardlagen tot op den huidigen dag moeten nagaan. Daarvoor is hier echter geen plaats en voor het doel dat wij ons in dit hoofdstuk gesteld hebben, is het ook niet noodig. Sedert William Smith (geboren 1769) weten wij, dat de relatieve ouderdom der sedimenten door fossielen bepaald kan worden; en dus ook, dat in vroegere tijden even-, als nu organismen leefden, die bij de vorming dier sedimenten daarin begraven werden. Men mag daarbij echter niet uit het oog verliezen, dat de conserveering van een rest van plant of dier als fossiel niet regel maar uitzondering is. Dat geldt vooral voor landdieren. In het algemeen blijft er van dieren zonder harde deelen als skelet of schaal, niet veel over. Blijven dieren of planten na hun dood lang onbedekt liggen, dan worden zij door andere organismen of door scheikundige of mechanische invloeden verwoest. Worden zij echter spoedig door een sediment toegedekt, dan is het VI DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 105 mogelijk dat zij gedeeltelijk bewaard blijven, of ten minste een afdruk in het sediment achter laten. Fig. 60. Fossiele schelp buitenzijde. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft) De wijze van versteening of fossielisatie is zeer verschillend. Wanneer een dood schelpdier in een afzetting begraven is, dringt de toedekkende stof gewoonlijk in de holten, want, het eens in de schaal levende weekdier, verdwijnt daaruit door ontbinding. In dat geval bestaan dan, ten minste theoretisch, behalve de oorspronkelijke schaal, nog een afdruk van de buitenzijde in het omgevende sediment en een afdruk van de binnenzijde op het opvullende medium. Bij het versteeningsproces, waarbij oplossingen steeds een rol spelen, kan nu soms de oorspronkelijke schaal verdwijnen. Dan blijven dus een afdruk van de buitenzijde en een zoogenaamde steenkern, dat is een negatief van de binnenzijde, over. Soms verdwijnt ook de steenkern en blijft [slechts een afdruk van de buitenzijde over en de holte kan dan al of niet weer opgevuld zijn met een of ander [materiaal. Al deze getuigen van vroeger levende wezens heeten fossielen; is de oorspronkelijke schaal overgebleven, dan bezitten zij natuurlijk de grootste waarde, maar ook 106 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE buitenafdrukken en steenkernen zijn soms bruikbaar voor ouderdomsbepalingen (fig. 60-63). Fig. 61. Dezelfde fossiele schelp als in fig. 59, binnenzijde en daarnaast de steenkern (Geol. Min. Verz. T. H. Delft) Tegenwoordig leven gelijktijdig op aarde verschillende soorten van dieren en planten, die geologisch gesproken denzelfden ouderdom bezitten. Ook vroeger was dat het geval. De eerste moeilijkheid bij de bepaling van den ouderdom van aardlagen is dus, het bewijs te leveren, dat totaal verschillende facies van één en denzelfden ouderdom zijn; dat dus een bathyaal sediment in hetzelfde tijdperk gevormd werd als een neritisch sediment en dat dit weer even öud is als een bepaalde lagunaire afzetting. Fossielen die typisch zijn voor een bepaalde facies, zijn slecht te gebrui- 108 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE lende gesteenten onder veel andere fossielen ook enkele van dezelfde soort bevatten, die dus bijv. hier in zandsteen, elders in kleisteen voorkomen. Maar er is nog iets noodig opdat zulke, in alle zones der zee gelijktijdig begraven fossielen, werkelijk gidsfossielen kunnen genoemd worden. Het geslacht waartoe deze fossielen behoorden, moest een snelle evolutie doormaken, zoodat één soort niet te lang bleef leven; want anders zou diezelfde soort in opeenvolgende sedimenten van verschillenden ouderdom ingesloten zijn en dus niet voor ouderdomsbepalingen gebruikt; kunnen worden. Fig. 63. Buitenafdruk van fossiele slakkenhuisjes in kalksteen. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft). Als gidsfossielen kunnen dus slechts die soorten van I karakteristieke fossielen gebruikt worden, waarvan het ge-1 slacht een snelle evolutie doormaakte. Zij hebben primair de grootste waarde voor de parallelisatie van sedimenten en 1 zoodoende ook secundair voor de relatieve ouderdomsbepalingen. In de zee vindt vooral sedimentatie plaats, op het land j VI DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 109 [vooral wegvoering van stof. Daarom is de zee het beste milieu voor de conserveering van fossielen en is de relatieve tijdschaal in de geologie bijna uitsluitend op marine fossielen gebaseerd. \ Indien twee gelijktijdig gevormde, doch in facies verschillende gesteentelagen IJ en IJ' geen gelijksoortige fossielen bezitten, moet een indirecte methode gevolgd worden om den ouderdom te bepalen. De onderliggende lagen X en X' en de toedekkende Z en Z' moeten dan onderzocht worden; en wanneer dan blijkt, dat X met X' geheel in ouderdom overeenstemt en eveneens Z met Z', maken wij de gevolgtrekking, dat ook IJ even oud als IJ' is. Theoretisch schijnt dit alles zeer eenvoudig, maar in de praktijk leveren de parallelisaties van gesteenten van verschillende facies in verschillende werelddeelen de grootste [moeilijkheden op. Geen enkele aardlaag strekt zich onbe(paald ver over de aardkorst uit, wat overeen zou komen [met een schaalvormige laag om de geheele aarde, want de [vormingscondities voor een zekere aardlaag, zijn steeds [slechts over een beperkte ruimte voorhanden. In het algemeen worden in de oceanen sedimenten gevormd, maar gelijktijdig ontstaan op het vaste land slechts hier en daar, bijv. in meren, afzettingsgesteenten. Zoo komt het, dat nergens op aarde een volledige reeks van afzettingsgesteenten van de oudste tot de jongste bestaat. | Vergelijken wij deze complete serie, in navolging van IMolengraaff met een geschiedboek, bestaande uit ver[schillende deelen, dan blijkt, dat de bladzijden er van over Ide geheele aarde verspreid liggen. Sommige zijn duidelijk beschreven, andere niet. Hier vinden wij een paar vel samenIhangend, het volgende vel is uiteengevallen en de bladen zijn nog niet alle teruggevonden. Toch is het mogelijk geIbleken den inhoud van dit geschiedboek weder in hoofdtrekken op te bouwen. Het bestaat uit vijf dikke deelen, elk Ideel uit een groot aantal hoofdstukken, die in paragrafen en londerparagrafen verdeeld zijn. Bij deze classificatie behoort Ken stratigrafische nomenclatuur. Voor den niet-geoloog 110 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE zeggen de stratigrafische vaktermen niets, en daar het ons in de eerste plaats te doen is, om vlug te kunnen onderscheiden wat jonger (later gevormd) en wat ouder (vroeger ontstaan) is, zijn cijfers voldoende. Voor ons doel willen wij de relatieve tijdschaal in de geologie volgens een decimaal systeem indeelen. De 5 boekdeelen heeten van het oudste tot het jongste 1, 2, 3, 4 en 5. Alles wat tot 4 behoort, begint met het cijfer 4. Wij onderscheiden in de groep 4: 41, 42 en 43; 41 wordt weer onderverdeeld in 411, 412 en 4/3 enz. Vergelijken wij dan aardlagen die door getallen van evenveel cijfers voorgesteld worden, dan blijkt, dat het hoogste getal de jongste aardlaag aanduidt. Den sleutel van de decimale indeeling der stratigrafie stellen wij als volgt op: (Zie tabel II) Het mag echter niet verzwegen worden, dat deze indeeling betrekkelijk willekeurig is. De stratigrafen zijn het in verschillende gevallen nog niet eens, of een zekere laag de bovenste van een natuurlijke reeks vormt of de onderste van de daarboven liggende laaggroep. Zoo wordt bijv. het Rhat of Rhétien door sommige geologen tot de allerbovenste Trias, dus tot [413] gerekend, door anderen tot de alleronderste Lias [421]. Wij hebben daarom hier, waar het een zeer scherp omschreven geval betreft, voor Rhat het cijfer 0 gebruikt en aan deze formatie het cijfer [42110] gegeven, terwijl overigens het cijfer 0 niet gebruikt werd. Andere vragen zijn echter moeilijker te ontwijken. De groep [3] werd door ons, in navolging van veel stratigrafen, ingedeeld in [31], [32], [33] en [34]. Anderen meenen, dat het Carboon [341] en het Perm [342] ieder een groep vormen, die gelijkwaardig is met één der groepen [31], [32] of [33], en deelen [3] daarom niet zoo: VI DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 111 | Voor het doel, dat dit werkje beoogt, gelooven wij echter 'het decimale systeem te mogen gebruiken, daar het een geheele reeks van, den leek niets zeggende termen uitschakelt. Ten slotte moet er nadruk op gelegd worden, dat de indeeling der stratigrafie een relatieve is en dat [ 1 ], [2], [3], [4] en [5], of [31], [42] en [51] of bijv. [312], [333], pil [512], konden wij ze in absolute tijdseenheden uitdrukken, gewoonlijk geen overeenkomstige grootheden zouden [zijn. Aangezien de relatieve tijdschaal in de geologie slechts I met behulp van fossielen kan worden opgesteld, geeft zij ■primair slechts den ouderdom van sedimenten aan. De ■vraag dient daarom nog behandeld te worden, hoe de relat tieve ouderdom van stollingsgesteenten en van metamorfe \ gesteenten bepaald wordt en wat men daaronder verstaat. F Op het oogenblik waarop een magma als intrusie of ex: trusie stolt, wordt het stollingsgesteente geboren. Voor de Bouderdomsbepaling geldt nu in de eerste plaats de regel, ■lat hetgeen doorbroken wordt door het stollingsgesteente i ouder moet zijn dan dit gesteente zelf, want het moet er immers al geweest zijn toen de intrusie of extrusie van magma plaats greep. Voor het geval dat een sediment door- 112 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE broken wordt, weten wij dus dat het stollingsgesteente jonger is dan dit sediment. Wanneer contactmetamorfose aan omringende afzettingsgesteenten te voorschijn geroepen is, moet het stollingsgesteente van lateren datum zijn dan het jongste, contactmetamorf veranderde, sediment. Een sediment, dat zonder een spoor van contactmetamorfose een stollingsgesteente bedekt, zal in het algemeen jonger zijn dan het stollingsgesteente. Vinden wij in een conglomeraat rolsteenen van een zeker stollingsgesteente, dan is dit stollingsgesteente zeker ouder dan het conglomeraat. Van metamorfe gesteenten moet de ouderdom van het oorspronkelijke gesteente (sediment of stollingsgesteente) en die der metamorfose bepaald worden, en deze verschillen soms zeer veel. Ofschoon in dit werkje geen plaats is voor de behandeling van de ontwikkeling van het leven op aarde willen wij toch door een grafische voorstelling daarvan eenig denkbeeld geven. (Zie fig. 64 blz. 102-103). Een gelijkmatig dikke strook beteekent, dat een zekere groep van planten of dieren steeds ongeveer evenveel soorten en variëteiten bezat. Waar een zwarte figuur het dikst is, beteekent dit, dat gedurende dien tijd de ontwikkeling van die groep, dat is dus haar soorten-rijkdom, een maximum bereikte. Het aantal individuen van een soort komt hierbij niet in aanmerking. Men ziet uit de grafische voorstelling, dat sommige dier- of planten-groepen van de alleroudste aardlagen tot in de jongste gevonden worden, bijv. de brachiopoden onder de schelpen. Andere groepen kent men slechts uit een bepaalde reeks van aardlagen en men trekt daaruit de conclusie, dat die groepen slechts gedurende een beperkten tijd leefden. VI DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 113 | Zoo zijn de graptolithen een diersoort die typisch was voor het silurische tijdperk [32], terwijl de triloh i e t en in het palaeozoicum [3] voorkwamen. De a mm o n i e t e n, waarvan velen bij uitstek geschikt zijn als fcidsfossielen, bereikten hun maximale ontwikkeling in den [overgang van het jura tijdperk [42] tot het krijttijdperk f[43]. De eerste vogels treden in de lias [421] op, de eerste hooger ontwikkelde planten, de angiosperm e n in het krijttijdperk [43]. Het dierlijk leven was in sommige tijdperken naar bepaalde richtingen veel sterker ontwikkeld dan tegenwoordig, terwijl toen verschillende hedendaagsche vormen pntbraken; het was dus vroeger geheel anders dan tegenwoordig. In nog sterkere mate is dat het geval met de planten, die in den beginne bijna uitsluitend op een lageren ontwikkelingstrap stonden. Alle bespiegelingen in deze richting zijn echter op de tot nu toe meestal toevallig gevonden fossielen gegrond, zoodat een systematische wijze van verzamelen, waarmede tegenwoordig hier en daar begonnen wordt, de inzichten [omtrent de ontwikkeling van het leven op aarde wellicht nog zeer sterk zal veranderen. VII. DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER LS geologische krachten komen hier drie meteorologische verschijnselen in aanmerking: luchtelectriciteit, wind en weer. Het laatstgenoemde agens is wel is waar een complex van verschijnselen, waartoe ook de beide eerstge¬ noemde behooren en waarbij de vochtigheid een eerste rol speelt, maar het wordt hier als een bijzondere kracht genoemd, omdat wij zekere invloeden van de atmosfeer op de steenschaal moeten samenvatten. DE BLIKSEM. De luchtelectriciteit kan, wanneer daaruit ontladingen geschieden, soms indrukken op de steenschaal achterlaten. Wanneer de bliksem in zand inslaat, wordt daarin een naar onderen vertakt systeem van buisjes ge- Fig. 65 Deel van een fulgnriet of bliksembuis gevonden in de zeeduinen ten Zuiden van het Ververschingskanaal bij Scheveningen. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft.) vormd, dat oogenblikkelijk gefixeerd wordt, omdat aan den binnenwand van deze buisjes de zandkorrels door de groote hitte even gesmolten en dadelijk daarna door stolling aan- VII DE "WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 115 eengek.it worden. Er ontstaan dan in den zandbodem bliksembuizen of fulgurieten, die een onregelmatige doorsnede vertoonen, aan den binnenkant glad zijn en aan den buitenkant ruw; haar lengte bedraagt soms wel 12 M. (Fig. 65). In ons land werden ze in zandgronden dikwijls gevonden. In musea treft men echter gewoonlijk slechts brokstukken van fulgurieten aan. Op de allerhoogste punten van bergtoppen, die uit kristallijne gesteenten bestaan, vindt men een geheel anderen vorm van bliksemwerking. Daar smelten, langs de lijn die de ontlading volgt, de gemakkelijker smeltbare mineralen van het gesteente en stollen daarna onmiddellijk tot een glasmassa, die later in den vorm van gestolde druppels op het gesteente gevonden wordt. (Fig. 66). Fig. 66. Bliksemdruppels op kristallijn gesteente. Top van den Fluela-Schwarzhorn bij Davos. (Verzameling van den schrijver) 116 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Deze bliksemwerkingen kan men bezwaarlijk afbrekend uf opbouwend noemen. Enkele malen werd waargenomen, dat door inslaan van den bliksem een gedeelte van een steile rotswand afgekliefd werd. In zulke gevallen zou men van een afbrekende werking door den bliksem kunnen spreken. DE WIND. Een geologisch zeer belangrijke kracht is de wind, die als mechanisch agens zoowel afbrekend als opbouwend werkt. Men behoeft slechts aan de duinen en aan de woestijn te denken, om dadelijk aan deze zeer belangrijke werking van de atmosfeer herinnerd te worden. Wind alleen kan niet veel uitrichten; eerst wanneer hij los materiaal ontmoet begint zijn werking zoowel in destructieven als in constructieven zin. Dat losse materiaal moet hem door andere geologische krachten verstrekt worden, bijv. door golfslag (strandzand) of door verweering van vaste gesteenten (woestijnzand). Een eigenaardig oppervlak,'dat wij in de duinen, aan de kust, en ook wel op stuifgronden, bijv. op de Veluwe dikwijls kunnen waarnemen, noemt men ribbelingen (fig. 67). De verklaring van zulk een gegolfd oppervlak en van zooveel andere golfvormingen berust op een theoretische afleiding door Helmholtz. Deze vond door berekeningen, dat wanneer twee vloeistoffen van verschillend soortelijk gewicht, bijv. olie en water, met verschillende snelheid over elkaar bewogen worden, het scheidingsvlak een golfvormige gedaante aanneemt, omdat de wrijving tusschen de beide vloeistoffen (V! en V,) dan het geringste is. Deze regel kan nu ook toegepast worden op andere paren van gemakkelijk beweegbare stoffen. Wanneer wind (Vj) over water (V2) blaast, ontstaat een golfvormig scheidingsvlak; blaast hij over droog zand (V2), dan roept hij daarop ribbelingen te voorschijn; water (Vj) dat over zand (V2) stroomt, vormt eveneens ribbelingen. Ook ontstaat een, soms van beneden uit zichtbaar, golfvormig wolken-oppervlak, wanneer een lagere luchtlaag (V^ ten opzichte van een hoogere luchtlaag met wolken (V2) bewogen wordt. Dan VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 117 ontstaan de alto-cumulus wolken, die door een andere windrichting in „schaapjes wolken" verdeeld kunnen worden. Fig. 67. Duinen met ribbelingen. Colomb-Béchar, Sahara. (Naar een prentbriefkaart, opname J. Geiser.) DE WOESTIJN. Het belangrijkste gebied waar de wind den scepter zwaait is, van een geologisch standpunt, de woestijn. Het woord woestijn zal de meeste lezers aan een onmetelijke zandvlakte doen denken; en toch zijn de zandwoestijnen slechts een onderdeel van het geologische begrip woestijn. In de Sahara wordt slechts een derde gedeelte door zand bedekt, de rest door velden met rolsteenen en kale rotsen. Ook is door onderzoekingsreizen langzamerhand bekend geworden, dat aan het begrip woestijn niet verbonden moet worden de voorstelling van een landschap zonder groote hoogteverschillen. In de Sahara komen plateau's en ketengebergten voor van 2000 M. hoogte, en dwars door de woestijnen van CentraalAzië en Amerika loopen kale ketengebergten. 118 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Wat is dan een woestijn? Alb. Heim geeft daarvan de volgende definitie: De woestijn is een klimatologische facies der aardoppervlakte; de eenige voorwaarde tot de vorming van een woestijn is droogte. Een gevolg van deze droogte over groote uitgestrektheden is het ontstaan van afvloeilooze gebieden. Niet de absolute vochtigheid der lucht — d. w. z. het gewicht van den waterdamp in grammen per M3 lucht — is zoo bijzonder klein in de woestijnen, maar wel de relatieve vochtigheid, dat is de verhouding tusschen de hoeveelheid waterdamp, die werkelijk voorhanden is en de hoeveelheid waterdamp, die mogelijk is bij een bepaalde temperatuur, een verhoudingsgetal, dat gewoonlijk in % uitgedrukt wordt. Klimatologisch nu is juist de relatieve vochtigheid van belang. Is de relatieve vochtigheid klein, dan is er dus öf een groote toevoer van waterdamp öf een sterke afkoeling noodig, om met waterdamp verzadigde lucht en vervolgens neerslag te vormen.' Lichtenberg heeft eens gezegd, dat indien het even gemakkelijk was in de woestijn koude te maken als een vuur te stoken, het niet moeilijk zou zijn water uit de atmosfeer te verkrijgen. In de oase Koefra in de Lybische woestijn was de relatieve vochtigheid op 14 Aug. 3 uur 's middags, bij 38,9°C, 9%. Dat is een droogte waarbij de nagels barsten en de opperhuid schilfert. Gemiddeld is de vochtigheid in deze oase in Augustus 27 %, in September 33%, terwijl het jaargemiddelde van Weenen 72% bedraagt. Onder zulke klimatologische omstandigheden is regen natuurlijk uiterst zeldzaam, doch wanneer in de woestijn regen valt, dan is deze hevig, zij het dan ook van korten duur. Wolkbreukachtige regens komen dan, vooral aan de randen der woestijnen, voor. De kurkdroge bodem zuigt gretig water op, en de enorme watermassa's zijn kort daarna schijnbaar spoorloos verdwenen. Uit de klimatologische definitie van de woestijn volgt, dat de vorming van een woestijn onafhankelijk van de bodemgesteldheid is. De petrografische samenstelling van den bodem is niet VII - DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 119 van invloed: de ondergrond van de Sinaï-woestijn bestaat uit graniet, van de Egyptische uit zandsteen, van de Algerijnsche uit kalksteen en mergel. Ook de tektonische bouw is in dit verband van geen beteekenis: in Zuid-Oran ligt de woestijn in een geplooid gebied, in Noord-Egypte in bijna ongestoorde, vlak liggende lagen. De orografie is evenmin van belang: de Sinaï-woestijn is bergachtig, de Sahara vlak. Wel worden naar de bodemgesteldheid drie soorten van woestijnen onderscheiden: de rotswoestijn, d. w. z. een droog gebied, zonde- vegetatie en uit „vaste rots" bestaande, dat bergachtig is of vlak en in het laatste geval hamada genoemd wordt, de kiezelwoestijn, die door losse steenen gevormd wordt (Sserir) en de zandwoestijn met duinen, in de Sahara: erg, in Azië: koem genoemd. In het algemeen vindt men deze drie verschillende typen van den rand van de woestijn naar het midden toe. De rolsteenen van de kiezelwoestijn zijn afkomstig van de rotsen der rotswoestijn, en de zandkorrels van de zandwoestijn worden in de rots- en kiezelwoestijn gevormd. Het materiaal van de zandwoestijn is dus tenslotte afkomstig van vaste rotsen; het is door droge verweering vergruisd gesteente. Deze droge verweering berust op temperatuurschommelingen, die in de gewoonlijk wolkenlooze woestijn zeer groot zijn. Hooge temperaturen overdag wisselen af met lage temperaturen 's nachts. Bij die zeldzame regenbuien j werden temperatuurdalingen van tiet gesteente van 60° C. waargenomen. Daartegen is de sterkste steen niet bestand; met een knal barst door deze plotselinge afkoeling een rots[blok uiteen. (Fig. 68). Sterke verwarming schijnt korstvor[mig afbladeren van rotsen tengevolge te hebben, (fig. 69) [plotselinge sterke afkoeling veroorzaakt het ontstaan van [radiale barsten. Kristallijne gesteenten hebben bijzonder [van temperatuurschommelingen te lijden, want zij bestaan gewoonlijk uit verschillend gekleurde mineralen. De donkere [bestanddeelen (hoornblende, augiet, biotiet) nemen meer [ warmte op dan de lichtgekleurde (veldspaat, kwarts), waar- Geologie 9 120 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE door een ongelijkmatige uitzetting der gesteentedeeltjes plaats grijpt. Zoo wordt graniet gemakkelijk vergruisd en dan heeft de wind er vat op. Hij neemt het gruis op, werpt het tegen de rotsen en laat de deeltjes onderling tegen elkaar botsen. De gemakkelijk splijtbare mineralen als veldspaat en hoornblende breken daarbij; het mineraal kwarts, dat geen splijtvlakken bezit, niet. Tenslotte zijn de splijtbare mineralen tot zulk fijn stof vergruisd, dat zij door den wind uit de woestijn gevoerd worden, en er slechts kwarts- Fig. 68. Door afkoeling gebarsten granietblok. Siërra de los dolores. (Opname G. van dem Borne, overgenomen van J. Walther.) zand achter blijft. Zoo verklaart Walther het voorkomen j van met kwartszand gevulde dalen tusschen de graniet-1 wanden van de Sinaï-woestijn. Daar ongeveeii l van deze j graniet uit kwarts bestaat, moet f door den wind uit de Sinaï-woestijn weggeblazen zijn. Deze wegvoerende wer-j king van den wind, waarbij als met een bezem alle lichte VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 121 deelen weggeveegd worden, noemt Walther deflatie, die, daar elke wegvoering van materiaal in de geologie ablatie genoemd wordt, een ablatie door den wind is. Het zand in andere woestijnen wordt soms uit zandsteen, die zelf uit kwarfskorrels opgebouwd is, gevormd. Fig. 69. Afbladeren van granietblokken door verwarming. Djebbel Kassale, Egypte, (Opname Berghof. Overgenomen van J. Walther) Tegenover de deflatie staat de corasie, waaronder men de afslijpende werking van den met zand beladen wind (zandwind) verstaat. Het is zeker, dat zoowel deflatie als corrosie in destructieven zin in de woestijn werkzaam zijn; maar de woestijnonderzoekers zijn het er niet over eens, welke dezer krachten de grootste uitwerking heeft. Vóór de onderzoekingen van Walther werd aan deflatie niet 122 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE gedacht of daaraan slechts een zeer kleine rol toebedeeld, daarentegen aan corrasie een waarschijnlijk overdreven kracht toegeschreven. Walther verklaart ook het reliëf van de woestijn door deflatie. Volgens hem zouden ook de groote woestijndalen, de Oeadi's in Egypte, door deflatie ontstaan zijn. Oeadi's zijn dalen, waar in het algemeen geen water in voorkomt, van welke men dikwijls niet kan zeggen Of zij hoofd- of zijdal zijn, die elkaar willekeurig kruisen, die nu eens stijgen en dan weer dalen. Walther meent dan ook, dat het geen toeval is, dat in dat land het begrip doolhof zijn ontstaan vond. Maar deze uitstekende woestijnkenner staat in dit opzicht vrijwel alleen. Andere onderzoekers als Penck en Passarge meenen de groote trekken van het reliëf van de woestijn te moeten verklaren door de hypothese van een vroegere pluviale periode in de tegenwoordige woestijngebieden, waardoor ook daar dalen gevormd werden zooals nu in vochtige klimaten. Deze oorspronkelijk natte dalen zouden, volgens de laatstgenoemde onderzoekers, later door corrasie en deflatie veranderd zijn en hunne tegenwoordige gedaante verkregen hebben. Voor corrasie bestaan talrijke aanwijzingen, maar absolute bewijzen zijn er weinig. De beroemde paddestoelrotsen kunnen door corrasie verklaard worden, wanneer men er rekening mee houdt, dat de wind in de alleronderste lagen grover zand, dus zwaardere projectielen, meevoert dan in hoogere lagen. Een gevolg hiervan is een sterke werking van den zandwind aan den voet van alleenstaande rotspijlers, die daardoor langzamerhand een paddestoelvorm verkrijgen. (Fig. 70). Als een bewijs voor de corradeerende werking werden vroeger zonder eenige aarzeling de zoogenaamde driekanters of kantengesteenten beschouwd. Dikwijls bezitten deze steenen boven een grondvlak een driezijdige pyramide, vandaar de naam 10); soms treedt in plaats daarvan een twee-, vier- of meerzijdige pyramide of een kegelvormig vlak op. (Fig. 71). Men vindt deze steenen ook bij ons in en op de VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 123 diluviale gronden, o. a. in het Gooi, maar vooral in de woestijnen. Allerlei verklaringen werden gegeven om het ontstaan der bovenvlakken duidelijk te maken. Deze bezit- Fig. 70. Paddestoelrots in het' Waltherdal bij Heluan, Egypte; daarnaast een door den zandwind doorgeknaagd en omgevallen exemplaar. (Naar J. W a 11 h e r.) ten een eigenaardigen vernisachtigen glans, die slechts aan de afslijpende werking van zand- en stofvoerenden wind is toe te schrijven. Daarom meende men, dat de vlakken uit- Fig. 71. Driekanters uit Nieuw-Zeeland en Engeland (naar F. A. B a t h e r) 124 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE sluitend door corrasie waren ontstaan. De meest gezochte verklaringen werden soms gegeven om begrijpelijk te maken, dat er dikwijls drie of vier bovenvlakken aanwezig zijn. Alb. Heim kwam echter op het denkbeeld, Sat er een verband bestaat tusschen den vorm van het grondvlak der driekanters en het aantal en de ligging der door corrasie aangeslepen vlakken. Blaast de zandwind juist loodrecht op een zijde van het grondvlak, dan moeten de zandkorrels naar boven uitwijken en wordt een vlak aangeslepen; waait daarentegen de wind tegen een hoek van het grondvlak, dan splitst hij zich en worden twee vlakken aangeslepen, echter met veel minder kracht, daar de kleine projectielen nu niet loodrecht maar onder een kleinen hoek het steenoppervlak treffen. Maar wij mogen niet vergeten, dat oorspronkelijk de steen reeds facetten bezeten kan hebben. Vlakken kunnen daarop zijn ontstaan: le. door splijting volgens de gelaagdheid, 2e. door druksplijting (clivage), 3e. door breukvlakken ontstaan bij plotselinge afkoeling; eindelijk kunnen ronde en kegelvormige vlakken ontstaan zijn bij het voortbewegen als rolsteen in een rivierbedding of in de brandingszone aan een rotskust. Het is zeer waarschijnlijk, dat in veel gevallen verschillende dezer factoren den kantensteen reeds van te voren bewerkten en dat tenslotte de zandwind er slechts weinig vormgevenden invloed op uitoefende. Dat echter corrasie wel degelijk bestaat, bewijzen eigenaardig gebeeldhouwde kalksteenen met nummulieten (kleine muntvormige foraminiferen) die in de Galala-woestijn voorkomen, (fig. 72). Deze steenen werden zoo gevonden, dat achter nagenoeg verticaal geplaatste nummulieten een horizontaal zuiltje van kalksteen de nummuliet met het gesteente verbindt. De ablatie moet hier horizontaal gewerkt hebben, om de iets hardere nummulieten op deze wijze uit te prepareeren. Een dusdanige werking kan alleen aan zandwind toegeschreven worden. Hier is de corrasie dus direct bewezen; dat zij ook in anderen vorm zal kunnen optreden is wel VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 125 aannemelijk. De betrekkelijk diepe uithollingen van den steen in fig. 72 afgebeeld, doen zien dat hare werking niet onbelangrijk kan zijn. Fig. 72. Door den zandwind op zuiltjes uitgeprepareerda nummulieten (rechts) in nummulieten-kalksteen. Galala-woestijn. De linkerzijde met de fijne, kronkelende gootjes is waarschijnlijk door oplossing van den kalksteen ontstaan. (Naar J. Walther.) DE ZANDWOESTIJN. Het door droge verweering en corrasie losgewerkte materiaal wordt door den wind uit de rotswoestijn weggevoerd, en naar de zandwoestijn getransporteerd, waar het een zandzee van duinen vormt. (Fig. 73). De zandkorrels bezinken dus subaèrisch in de zandwoestijn en dit is slechts mogelijk, omdat hier gewoonlijk zwakke winden waaien. Wel hebben reizigers ons levendige beschrijvingen gegeven van orkanen in de woestijn, maar deze zijn uitzonderingen. 126 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE De sterke winden nemen het losse materiaal uit de rotswoestijn mede en deponeeren het zand waar de windkracht afneemt. Er moeten dus centripetale winden in een woestijngebied heerschen. Fig. 73. Zandzee bij Beni-Abbès. Sahara. (Opn. kapitein Bérenger. Uit E. Haug.) Sven Hedin beschreef uit de Taklamakan-woestijn in Centraal-Azië een duinlandschap, waar hij maanden lang doorheen trok en waarin de eene duinkam van 150 M. hoogte op de andere volgde, in regelmatige afstanden van eenige kilometers. Volgens hem en andere onderzoekers zijn dat ribbelingen in het groot. Voor het ontstaan daarvan moet men wel een zeer regelmatige windwerking aannemen. Als grondvorm der duinen beschouwt men het sikkelduin of barkhaan (fig. 74). Stelt men zich voor, dat het begin der duinvorming een schildvormige zandhoop is, dan zal bij gelijkblijvende windrichting het zand eerder aan de VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 127 kanten zijn weggestoven dan in het midden, waar meer materiaal is. Het hoogste, middelste gedeelte blijft bij de verplaatsing van het geheel ten opzichte van de rest achter. Fig. 74. De vorming van een sikkelduin of barkhaan. Bij aangroeien van de vorming ontstaat dan een sikkelvormig duin, want de zandvoerende wind zal in het midden over de hindernis heen waaien en aan de lij-zijde zijn zand deponeeren, terwijl hij links en rechts uitwijkt en de hoorns van het halve-maan-vormige duin verlengt. (Fig. 75). Naast elkaar gevormde barkhanen vergroeien tenslotte zijdelings met elkaar; er ontstaan dan slingerende ketens, die door de Arabieren bij Taghit (Sahara) Sif (= sabel) genoemd worden. Zijn in de Sif-duinen de grondvormen slechts met moeite terug te vinden, bij verdere verplaatsing hiervan zal de grondvorm geheel verdwijnen. Hoe verder men in de zandwoestijn doordringt, des te minder eenvoudig van vorm zullen de duinen zijn. Aan den rand der zandwoestijnen heerscht gewoonlijk één windrichting, de centripetale, daarom zijn daar eenvoudige vormen. Korreltje voor korreltje waait van de loefzijde weg en wordt aan de lij-zijde subaërisch gesedimen- 128 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE teerd. Daarmede verplaatst ook de kam van een duin zich met de windrichting. De helling van de loef-zijde schommelt met de windsterkte en bedraagt gewoonlijk 5°—12°, terwijl aan de lijzijde de helling overeenkomt met de maximale helling van droog zand en dus in zekere verhouding tot de korrelgrootte staat; gemiddeld bedraagt deze helling 30°. Fig. 75. Sikkelduin in Zuid-Peru (uit E. Haug.] De gelaagdheid in duinen zou schaalvormig zijn, indien een duin zich gedurende den groei niet verplaatste. Bijna steeds is dit echter wel het geval en dan zal de gelaagdheid uitsluitend afhankelijk zijn van de maximale helling aan de lijzijde en. van de windrichting. Sven Hedin teekende de verplaatsing van een duin in de volgende drie gevallen: le bij een gelijkblijvende zandmassa, 2e bij een toename van de hoeveelheid zand die het duin opbouwt en 3e bij een afnemende zandhoeveelheid. Wij weten daaruit, dat hoe de verplaatsing nu ook met het oog op de zandhoeveelheid geschiedt, de gelaagdheid, na een verplaatsing over een lengte, die overeenkomt met de basis-breedte van een duin, in de windrichting gemeten, VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 129 steeds evenwijdig aan de maximale helling van droog zand verloopt. Het oorspronkelijke duin a (fig. 76) moge hoe dan ook gebouwd zijn, wanneer de wind uit de richt I (West) er op blaast, zal de verplaatsing over de stadia b en c naar d plaats vinden en het is duidelijk, dat in het stadium d het geheele duin volgens de maximale helling van droog zand gelaagd is (hier naar het Oosten toe hellend). Waait op dit duin d een Oostenwind, zooals bij 2 aangenomen is, dan verandert de oorspronkelijke lijzijde in loefzijde en na verloop van tijd zal dus een stadium bereikt zijn, dat op e gelijkt, waarbij gekruiste of diagonale gelaagdheid optreedt. Later, wanneer het geheele duin zich verplaatst heeft, zal 130 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE het, bijv. in het stadium ƒ een gelaagdheid volgens de maximale helling van droog zand, naar het W. vertoonen. Blaast nu op zulk een duin een N.W. wind, zooals dat in 3 aangenomen is, dan wordt een duin g met een grondvlak ABC D gevormd. Een doorsnede door de rest van het oude duin ƒ en het nieuwe duin g in een W-E richting, zal dan een gekruiste gelaagdheid vertoonen, zooals die in de doorsnede A E F te zien is. De hoek tusschen de verschillende laagpakketten is dus afhankelijk van de windrichting. De gelaagdheid zelve ontstaat door een afwisseling van iets grover en iets fijner zand en hangt dus van de windkracht af. In fig. 76 zijn slechts eenvoudige voorbeelden geteekend, in de natuur wisselt het spel veel vaker en dan ontstaat de kris-ktas-gelaagdheid („criss-cross-bedding"), die men in onze duinen zoo dikwijls aantreft. Maar dit is geen speciaal windverschijnsel, ook stroomend water kan deze gelaagdheid te voorschijn roepen. Daartoe is noodig, dat van een zand- of grintbank een gedeelte weggenomen wordt en dat de stroomrichting verandert. Op het overblijvende gedeelte wordt dan materiaal afgezet, dat in een andere richting helt. (Fig. 132). LöSS Bijna alles wat in de woestijn is, blijft er in. Slechts het allerfijnste materiaal kan in stofvorm door de minder voorkomende en zwakkere centrifugale winden daaruit weggevoerd worden. Een gedeelte daarvan valt in de zee, een ander deel in de steppen. Hier komt het tot rust, omdat het vast gehouden wordt door de rijkere vegetatie en door grooteren neerslag. Walther meent op deze wijze de lössvorming te moeten verklaren, wat voor de uitgestrekte lössgebieden in China wel juist zal zijn. Elders voorkomende löss wordt echter met gletschers in verband gebracht, wat o. a. voor ons land waarschijnlijker is. Maar ook dan blijft de löss een door wind getransporteerd en subaërisch VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 131 neergeslagen sediment. Löss is in elk geval een deflatie product en een landafzetting, want men vindt er resten van een landfauna en -flora in. HET WEER EN DE VERWEERING Droge verweering leerden wij in de woestijn kennen als gevolg van de insolatie (bezonning). Dat is een vorm van natuurkundige verweering waarbij geen stoffelijke veranderingen in het gesteenten optreden. Een tweeden vorm van natuurkundige verweering kan men in de Alpen bestudeeren. Waar op groote hoogten overdag sneeuw en ijs smelten en het smeltwater in spleten en pleetjes dringt, bevriest het des nachts weder en zet daarbij uit; er zal dus druk ontstaan op het nog niet bevroren water in de diepere gedeelten der spleten, welke druk als een wig in het gesteente werkt. Daardoor worden gesteenteschilfers losgewerkt, die bij dooi naar beneden vallen en puinhellingen aan den voet van hooggelegen rotswanden veroorzaken.; Deze vorstwerking is ook de oorzaak van de onbruikbaarheid van poreuze gesteenten voor fundamenten in gematigde en koude klimaten. Scheikundige verweering. De meeste verweeringen gaan echter met oplossing of stoffelijke veranderingen der gesteenten gepaard. Ware het water dat op den grond valt zuiver H20, dan zou de invloed ervan op den bodem niet zoo sterk zijn, maar gedurende den val neemt het niet alleen zuurstof en koolzuur uit de atmosfeer, maar ook zoutzuur en ammoniak, uit vulkanen vrijgekomen, en in den bodem humuszuren uit planten op. Het water werkt na opname van deze en andere stoffen in de eerste plaats oplossend, voorts oxydeerend, soms ook wel eens reduceerend en eindelijk kunnen de meest ingewikkelde omzettingen door den invloed van de genoemde zeer verdunde zuren, basen en zouten plaatsgrijpen. Door oplossing ontstaan o.a. karrenvelden (fig. 77), die het meest typisch in kalksteen, doch ook in andere, be- 132 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE trekkelijk gemakkelijk oplosbare gesteenten gevonden worden, zooals bijv. in steenzout en gips. Mooie karrenvelden kent men vooral in de Alpen, waar zij in min of meer homogene kalkrots onder sneeuwvelden op ± 2000 M hoogte ontstaan. Tijdens een gedeelte van het voorjaar en den zomer smelt de sneeuw, waardoor gedurende langen tijd water de kalkrots nat houdt en tot de meest grillige vormen oplost. Maar het karrenverschijnsel is volstrekt niet gebonden aan groote hoogten gepaard met wintersneeuw; men kent het ook in de tropen, bijv. in Timor. Fig. 77. Karrenveld. Mattstock, Zwitserland. (Opname A r n. Hei m.) Bijna alle gesteenten bevatten breuken, die hetzij door krimpen (krimpscheuren) of tektonisch door druk (clivage) VTï DK WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 133 of rek zijn ontstaan. Langs deze breukvlakken dringt overal water, of beter gezegd dringen oplossingen in de rotsen; het zijn de zwakste plaatsen, die het eerst aangegrepen worden. Een bewijs voor het circuleeren van oplossingen zelfs in de nauwste spleten zijn de dentrieten, bruin, rood of zwart gekleurde eigenaardige teekeningen op breukvlakken, die door leeken eerder voor een versteend mos, korstmos of varen dan voor een scheikundige afzetting van mangaan of ijzeroxyde aangezien zouden worden. (Fig. 78). Deze oplossingen zijn capillair door de nauwste naar- Fig. 78. Mangaan-Dendrie/en op een laagvlak van lithografen-kalksteen van Solenhofen [422] (Min. Geol. Verz. T. H. Delft.) 134 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE spleetjes opgezogen. Iets dergelijks als de karrenvelden in kalkrotsen zijn de blokvelden in moeilijk oplosbaar gesteente, bijv. graniet. Langs breuken dringen oplossingen naar binnen, die ook deze gesteenten aantasten; de vorstwerking helpt mee en de rots valt uiteen in aanvankelijk door platte vlakken begrensde stukken. De scherpe ribben worden het meest aangetast, zoodat de rotsblokken langzamerhand afgerond worden en er ten slotte velden van meelzak-achtige losse blokken ontstaan. (Fig. 79). Fig. 79. Vorming van een blokveld in graniet. All ene, Frankrijk. (Uit E. Haug.). Tot een veel ingewikkelder wijze van verweering behooren de bodemvormingsprocessen, zooals het ontstaan van de roode aarden, die vooral in de tropen voorkomen, van terra rossa en lateriet; hiertoe werkt echter meestal ook de biosfeer mede. Vele geologische verschijnselen zijn het gevolg van de vereenigde werking van natuurkundige en scheikundige verweering. Daartoe behoort de puinvorming. Het in de bergen uit het rotsverband losgewerkte materiaal rolt of glijdt naar beneden en zoo worden puinkegels gevormd, waarvan de top in een nis in de vaste rots ligt (fig. 80). VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 135 Door zijdelings samengroeien van puinkegels in dalen ontstaan puinglooiïngen (fig. 80). De helling van deze natuurlijke puinglooiingen is gewoonlijk de maximale en ligt tusschen 43° en 26°; hoekig en ruw materiaal verdraagt steilere hellingen dan rond en glad puin. Fig. 80. Puinkegels, die tot een puinhelling samengroeien. Pelvoux massief, Fransche Alpen. (Uit Emm. de Martonne) Wanneer groote massa's gesteente naar beneden storten, spreekt men van bergstorting. De bergstortingen van Elm (1881) en Goldau (1806) behooren tot de geologische verschijnselen, die vooral door de verwoestingen, die zij aangericht hebben, een onuitwischbaren indruk achtergelaten hebben. De voorbereiding tot het ontstaan van een bergstorting is de verweering, terwijl de aanleiding tot het neerstorten gewoonlijk in een doorweken van den bodem door groote neerslaghoeveelheden gezocht moet worden. Berghellingen, die met een laag verweeringspuin bedekt zijn, vertoonen in natte jaren wel eens puinafglijdingen. Het mechanisme van dit verschijnsel is belangrijk, omdat het Geologie 10 136 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bij alle half glijdende, half stroomende stoffen steeds weer terugkeert, bijv. bij gletschers en lavastroomen. In het bovenste gedeelte van de afglijding ontstaan gapende scheuren (fig. 81), beneden vormen zich stuwheuvels, terwijl aan de beide zijden afschuivingsbreuken ontstaan, die onder de in beweging zijnde massa, door een glijvlak met elkaar verbonden zijn. De wrijving is het grootste op het glijvlak. In het midden van den stroom en aan de oppervlakte wordt de beweging het minst gehinderd en vindt zij daarom sneller plaats dan aan de zijden en beneden. Er treden dientengevolge spanningen in de afschuivende massa op, waardoor weer scheuren ontstaan, die aan het einde van de afglijding min of meer radiaal verloopen. De stuwheuvels verloopen in dezelfde richting als de lijnen van maximalen rek (zij staan loodrecht op den max. druk), de rekscheuren vallen in richting samen met de lijnen van maximalen druk (zij staan loodrecht op den max. rek). Het scheidingsvlak op den bodem van de bewegende massa is soms spiegelglad, in andere gevallen vormen verschil-] lende, min of meer evenwijdig aan elkaar verloopende glijvlakken den overgang van het in beweging zijnde gedeelte tot het in rust verkeerende deel. Puinafglijdingen stroomen soms in één keer naar beneden, terwijl in andere gevallen ; een voortdurende langzame beweging van den bodem plaats vindt, die in natte jaren vlugger geschiedt en in zeer droge jaren soms stilstaat. Zulke bodembewegingen kunnen gewoonlijk door goed gekozen ontwatering tot stilstand gebracht worden, want daardoor wordt het gewicht van de bodemmassa kleiner en de wrijving tusschen de deeltjes onderling grooter. Ook onder water zijn puinafglijdingen waargenomen en het is niet onwaarschijnlijk, dat deze bewegingen in oceanen een belangrijker geologische rol vervullen dan vroeger vermoed werd. De Rigi en de aan de andere zijde van Goldau daartegenover liggende Rossberg zijn opgebouwd uit isoclinaal naar het Zuiden hellende lagen, die afwisselend uit mergel VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 137 Fig. 81. Schema van een puinafglijding. Naar een kaart en een profiel van A l b. H e i m samengesteld, g = gapende spleten; s = stuwheuvels: a = afschuivingsbreuken; v = glijvlak; r = radiale spleten. 138 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE en conglomeraat bestaan. Bij de bergstorting, die in 1806 Goldau vernietigde, sleedde een laagpakket van conglomeraten op een doorweekte mergellaag van den Rossberg over een laagvlak naar beneden en bracht reusachtige Fig. 82. De oppervlakte van een puinafglijding bij Sattel, Zwitserland. De boomen in den achtergrond staan verticaal en liggen buiten het afglijdingsgebied. Het afgebeelde gedeelte behoort tot het gebied der stuwheuvels. (Opname Gun. Holmsen.) banken conglomeraat in het dal tusschen Rossberg en Rigi. Daar ligt nu, temidden van het bergstortingspuin, het station Arth-Goldau. Nadat wij eenige geologische verschijnselen in verband met wind en weer hebben leeren kennen, willen wij nu nagaan, of in vroegere tijdperken dezelfde krachten ook werkzaam geweest zijn. VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 139 I In de eerste plaats moet de vraag onder het oog gezien worden, of er bewijzen of ten minste aanwijzingen voor het Bestaan van woestijnen in vroegere geologische perioden tte vinden zijn. Daartoe moeten wij echter eigenschappen of [voorwerpen kennen, karakteristiek voor de woestijn facies jen tevens geschikt voor conservatie gedurende het proces [der steenwording. Het rijke leven in de vroegere zeeën geeft door zijn typische facies-fossielen al dadelijk een zeer bruikbaar middel aan de hand, om de levensvoorwaarden en dus ook het [milieu te bepalen, waarin die dieren of planten leefden. Hier in de woestijn ontbreekt dit belangrijke hulpmiddel. ^Aanleiding tot fossilisatie bestaat hier weinig, omdat organismen zoo schaarsch zijn. Wij hebben eenige woestijnverïschijnselen leeren kennen: door bezonning gebarste puin, [driekanters, paddestoelrotsen, zandzeeën, duinen, diagonale gelaagdheid, ribbelingen. (Fig. 83). Maar bijna al deze ver- Fig. 83. Fossiele Ribbelingen op Molasse zandsteen [512] v. d. Salève bij Genève. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft) schijnselen treden ook nu wel eens buiten de woestijn op, terwijl wij niet mogen vergeten, dat zij in de woestijn over 140 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE zeer groote uitgestrektheden slechts hier en daar voorkomen. Indien het mogelijk was een oud gesteente over dezelfde uitgestrektheid blootgelegd te bestudeeren, zou het waarschijnlijk niet veel moeite kosten ook fossiele woestijnen te herkennen. Maar oude gesteenten zien wij gewoonlijk in kleine ontsluitingen, in profielen, aangesneden door rivieren of door de branding aan rotskusten, in kunstmatig aangelegde steengroeven, terwijl het tot de grootste uitzonderingen behoort een onveranderd gesteente-oppervlak over een flinke uitgestrektheid te kunnen bestudeeren. Dit geldt vooral voor oude landoppervlakten. Wanneer door klimaatveranderingen of door andere verdeeling van land en water op de plaats van een vroegere woestijn iets anders ontstaat, dan wordt noodzakelijkerwijze de oppervlakte aangetast. Stellen wij ons voor, dat de Sahara langzaam daalde en de zee haar plaats ging innemen, dan zou de branding op het zich landwaarts verplaatsende strand de oorspronkelijke oppervlakte geheel vernietigen. J. Walther heeft zich veel moeite gegeven verschillende uitgestrekte zandsteenformaties als fossiele woestijnen te verklaren. Het is hem echter nog niet gelukt hiermede de instemming van al zijn vakgenooten te verwerven. In het Devoon tijdperk [33] werd onder meer de „Old red Sandstone" [33] gevormd, die nu over groote uitgestrektheden aan den dag treedt en door Walther en anderen als woestijnvorming beschouwd wordt. Onder de weinige resten van dieren, die daarin voorkomen, vertoont een vischsoort merkwaardige overeenkomst met een nu in de woestijnen in het binnenland van Australië levende zeer eigenaardige visch. Wanneer de rivierbeddingen in de binnenlanden van Australië water bevatten, ademt deze visch met kieuwen, terwijl hij met longen ademt zoodra de beddingen uitdrogen. De oude Ceratodus van de „Old-red" periode gelijkt in zijn bouw zoo zeer op de nu levende E p i c e r a t o d u s F o r s t e r i, dat wij moeten aannemen, dat hij ook dezelfde levenswijze bezat. Maar dan is die VII DE WERKINGEN VAN DE ATMOSFEER 141 Ceratodus ook een argument dat sterk voor een woestijnklimaat gedurende de vorming van de „Old red sandstone" pleit. Een ander gesteente, dat eveneens volgens J. Walther als een woestijnvorming beschouwd moet worden, is het „Rotliegende" [342], dat in Duitschland als zandsteen- en conglomeraatvorming over groote uitgestrektheden voorkomt. Deze beide volgens Walther fossiele woestijnen, hebben een plaats op aarde ingenomen, waar vroeger en later het zeewater stond. Passarge beschreef de K a 1 a h a r i in Zuid-Afrika als een woestijn, die gedurende het mesozoïkum [4] ontstond. Na dien tijd moet het klimaat daar wel vochtiger geworden zijn, maar nooit werd dit land sindsdien door zee bedekt. Strikte bewijzen voor fossiele woestijnen zijn nog niet gevonden, maar wel is uit nauwkeurige onderzoekingen gebleken, dat hoogst waarschijnlijk ook vroeger toestanden bestonden, die het ontstaan van woestijnen in de hand werkten. Men zal zich wellicht afgevraagd hebben, of de driekanters, die men in ons land vindt, ook iets te maken hebben met een woestijnklimaat. In zekeren zin is dit misschien wel het geval. Natuurlijk was er vroeger, waar nu onze zandgronden liggen, geen woestijn. Wij weten, dat dat zand gevormd werd in den ijstijd, in de diluviale periode [521-522]. Destijds was het hier kouder en droger dan nu; viel er neerslag, dan was dat veelal in den vorm van sneeuw. Gedurende den zomer zullen de winden de door gletscherbeken afgezette zanden opgenomen hebben en het is mogelijk, dat toen de corradeerende werking van den zandwind zoo groot was, dat driekanters gevormd werden. Nu worden zij, naar het mij voorkomt, ten onzent niet meer gevormd. Men vindt ze in het Gooi en op de Veluwe even goed in als op den bodem. Later zullen wij zien, dat in vroegere tijdperken geberg- 142 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ten gevormd zijn, die naderhand geheel vereffend werdenJ Dat destijds ook puinhellingen moeten hebben bestaan is] zeker, ofschoon het bewijs daarvoor moeilijk gegeven zal kunnen worden. Wel kennen wij bergstortingen, die in hefr diluviale tijdperk moeten zijn ontstaan. Het bewijs van den! diluvialen ouderdom van sommige bergstortingen, bijv. vans die van Flims in het Rijndal in Zwitserland, wordt doori de daaronder en daarboven liggende gletscherafzettingen,; grondmoraines, geleverd. De puinmassa's van Flims,. die] volgens berekeningen van Alb. Heim 1000 maal zoo groot geweest moeten zijn als die van de bergstorting vanj Goldau ") moeten dus in het Rijndal gestort zijn na del afzetting van de daaronder en voor de afzetting van del daarboven liggende grondmoraine. Dat in vroegeren tijd ook de oplossende werking van water op kalksteen haar invloed deed gelden, volgt o. a. uit de met eoceene [5112] mergels gevulde zakvormige gaten in het Zwitsersche Juragebergte. Zij zijn daar in lagen! van jura [42] en onder-krijt [431] ingeëtst en werden aan het einde van het krijttijdperk of begin van het tertiaire tijdperk gevormd. (Ouderdom om en nabij [433]) VIII. HET IJS (De Gletschers) ET ijs, dat voor een geologische bespreking in aanmerking komt, ontstaat uit sneeuw. Wat is sneeuw? Een sublimatieproduct van de stof H2 O; met overslaan van de vloeibare fase ontstaan uit easvorming H20 dadelijk ijskris¬ tallen. De zeszijdige of zesstralige sneeuwfiguren zijn gewoonlijk geen volledige kristallen, maar pas het begin daarvan: kristalskeletten. (Fig. 84). Fig. 84. Sneeuwkristallen. (Opn. R. Neuhauss uit G. Hellmann.) Boven op de hooge bergen valt gewoonlijk volkomen droge sneeuw; bij ons is zij dikwijls nat, maar de sneeuw- 144 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE vlokken bestaan dan ook uit een mengsel van ijskristallen en vloeibaar water. De in hooge gebergten als Alpen, Himalaya, Kaukasus, Andes versch gevallen sneeuw ligt in den beginne los; tusschen de sneeuwkristallen bevindt zich veel lucht. Daardoor lijkt deze sneeuw zoo schitterend wit, ofschoon ijs in dikke lagen toch blauw is. 12) Op de versch gevallen sneeuw valt echter later nieuwe, waardoor de onderste lagen samengeperst worden. Hierbij treden twee belangrijke verschijnselen op. Door den druk vormen zich uit kleine ijskristalletjes grootere; zij groeien aaneen en Fig. 85. Grofkorrelige structuur van het gletscherijs. Gletscherpoort van den Unteraargletscher, Zwitserland. (Opn. van den schrijver.) daarbij wordt een gedeelte van de ingesloten lucht weggeperst. Het gevolg is, dat nu een korrelige sneeuwsoort, de firnsneeuw ontstaat, die niet meer zoo helder wit lijkt. Op grootere diepten vereenigen zich deze kleine ijskorrels tot grootere en ontstaat grofkorrelig wit ijs. Dat proces zet zich voort, totdat bijna alle lucht uit het ijs verdwenen is, VIII HET IJS 145 en dit uit vuistgroote klompen bestaat en blauw van kleur is geworden. In het algemeen zijn in gletscherijs de grenzen tusschen de verschillende korrels niet te onderscheiden, maar door verwarming worden zij zichtbaar, waarbij het ijs tevens wit wordt omdat er tusschen de korrels lucht dringt. Aan het uiteinde van een ijsstroom (gletscher) komen de diepstgelegen ijslagen aan de oppervlakte en is soms zeer mooi de grofkorrelige structuur aan de door de zon beschenen gedeelten te zien. (Fig. 85). De directe sneeuwval in hooge dalen is zeker de belang- Fig. 86. Het neervallen van een grondlawine. Schlossberg, Zwitserland. (Opn. F. Schonenberger, uit Coaz) 146 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE rijkste factor voor de voeding van den gletscher, maar ook nog op andere wijze wordt er sneeuw opgebracht. Op steile rotshellingen kan versch gevallen sneeuw natuurlijk niet in groote hoeveelheden blijven liggen. Is dit soms aanvankelijk bij lage temperatuur het geval, bij zonneschijn of warmen wind („Föhn" in de Alpen) ziet men overal van steile hellingen sneeuw naar beneden glijden; er ontstaan dan lawines. De hier bedoelde sneeuwafglijdingen heeten grondlawines, omdat zij tot op den grond, tot op de naakte rots alle sneeuw meesleuren en daarbij ook loslig- Fig. 87. Stoflawine bij Arosa, Zwitserland. (Opn. Baronesse Marg. KI enk, uit Coaz) gende steenen wegrukken. Zij treden vooral in het voorjaar en gedurende den zomer op (fig. 86). In den winter komen meer stoflawines voor. Wanneer namelijk droge sneeuw op een oppervlakkig bevroren sneeuwlaag valt, biedt deze gladde ondergrond natuurlijk weinig houvast en zal de versch gevallen sneeuw naar beneden glijden, zoodra de VIII HET IJS 147 massa daarvan te groot is geworden. Dit zijn de lawines, die soms door de geringste oorzaken aan het glijden gebracht worden, bijv. door luchttrillingen veroorzaakt door het afgaan van een schot of door schreeuwen. (Fig. 87). Aan een eenvoudige gletscher van het alpen-type onderscheidt men een firnbekken en een gletschertong (fig. 88). Het bovenste gedeelte wordt firnbekken (Foto Gebr. W e h r 1 i, Kilchberg.) Fig. 88. Findelengletscher, Zwitserland, genoemd, en is een verzamelkom voor sneeuw. Hier valt meer sneeuw dan er wegsmelt of verdampt. 13) Er zou een voortdurende ophooping van sneeuw in het firnbekken plaats hebben, indien dit niet op andere wijze verhinderd werd. Het te veel aan sneeuw en ijs beweegt zich half glijdend, half vloeiend naar beneden en vormt de gletscher- 148 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE tong. Daardoor komt echter het ijs in gebieden, waar de temperatuur zoo hoog is, dat er meer sneeuw smelt dan er bijkomt door neerslag. De gletschertong is dus het gebied van afsmelting; zij zou verdwijnen, indien niet voortdurend van boven uit het firngebied nieuw ijs naar beneden gebracht werd. De grens tusschen firnbekken en gletschertong wordt firnlijn genoemd. (Foto W e h r 1 i A. G. Kilchberg bij Zürich.) Randkloof (R-K), Taschhorngraat. Het onderste einde van een gletscher wordt natuurlijk door het uiteinde van de afsmeltende gletschertong gevormd. Waar is echter het begin van den gletscher, waar is zijn bovenste grens? Men zou geneigd zijn te meenen, dat de bovenste grens gevormd werd door de onregelmatig verloopende lijn van de hoogste sneeuwhellingen, die alle VIII HET IJS 149 inhammen en nissen in de berghellingen opvullen. Dit is echter niet het geval. Straks zullen wij de beweging van den gletscher bespreken, maar wij moeten er hier reeds op wijzen, dat slechts het regelmatig zich voortbewegende Fig. 90. Schema van een gletscher van het alpen-type (Eén of meer firn velden één gletsohertorug). Bij h e«n hellinggletscher. gedeelte van sneeuw en ijs tot den gletscher behoort. Het allerbovenste gedeelte van de hooge hellingssneeuw behoort er niet toe. Dit kan zich door vastvriezen en door wrijving op den rotsgrond lang staande houden, terwijl iets lager het gewicht van de sneeuw te groot is, zoodat deze zich van het bovenste gedeelte losrukt. Er ontstaat een open spleet, de randkloof (fig. 89). Boven de randkloof gelegen sneeuw 150 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE blijft daar in het algemeen liggen en wordt slechts periodiek door lawines weggevoerd. Onder de randkloof begint de gletscher. Aan het einde van den zomer is deze kloof van verre reeds zichtbaar, maar gedurende den winter sneeuwt hij dicht en vormt zich een sneeuwbrug over deze spleet. [Foto W e h r 1 i A. G. Kilchberg bij Zürich.) Fig. 91. Hellinggletsehers. Weisshorn, Zwitserland. Het kenmerkende van de groote gletschers van het alpentype is, dat één gletschertong door een of meer firnbekkens gevoed wordt. (Fig. 90). De in fig. 88 afgebeelde gletscher bezit één firnveld; de M e r de Glacé bij Chamonix wordt daarentegen door drie firnvelden: T a 1 è f r e, Leschaux en Géant gevoed. Mer de Glacé, Aletschgletscher en Uniter-Aar-gletscher kunnen als voorbeelden van samengestelde gletschers van het alpentype dienen. Behalve deze gletschers van de eerste orde, die in een dal VIII HET IJS 151 liggen, komen in de Alpen twee soorten van gletschers van de tweede orde voor: helling-gletschers (fig. 90h en fig. 91) en overhangende gletschers. (Fig. 106, boven). In Skandinaviè' heeft zich een ander type van gletschervelden omwikkeld. Daar ligt op een hoog plateau één groote firnkap, vanwaar naar verschillende zijden gletschertongen naar beneden vloeien. Daar is dus de verhouding tusschen firnveld en gletschertong juist omgekeerd als in de Alpen, namelijk één gemeenschappelijk firnveld met verscheidene ijsstroomen (fig. 92). Fig. 92. Schema van gletschers van het Skandinavische type. (Eén firnveld, talrijke gletschertongen.) In Groenland is de toestand weer anders. Dit land wordt bedekt door één geweldige sneeuw-ijs kap van bijna 2.000.000 KM2 oppervlakte; dat is bijna half zoo groot als Europeesch Rusland. Men spreekt in zulke gevallen van landijs. Het centrale gedeelte zou men kunnen beschouwen als het firngebied. Van hier uit vloeit naar alle zijden een samenhangende ijsstroom, die zich slechts aan de randen, niet ver van de zee, in korte kletschertongen oplost. Deze korte individueele ijsstroomen ontbreken in den regel in het Zuidpoo 1-vasteland: Antarctica, een Geologie 11 152 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE continent van 13.000.000 KM2 oppervlakte, dus ongeveer iy2 maal zoo groot als Australië. Hier is de ijsbedekking nog sterker dan in Groenland. Wel komen hier hooge gebergten met reusachtige gletschers van het alpen-type voor, maar er is zooveel ijs, dat aan den rand bijna overal een doorloopende ijsmassa in zee uitvloeit (fig. 93). Het ijs breekt daar af en vormt de beruchte „ijsbarrière", die geen barrière is, maar de steil afgebrokkelde rand van de ijscalotte van het Zuidpool-continent. Fig. 93. Antarctica Naar een reliëf van W. S. B r u c e en J. M a t h i e s o n. De kleinere eilanden in het Zuidpoolgebied zijn dikwijls geheel onder een ijskap bedolven (fig. 94). In streken, waar aan een vlakke kust een zeer lage gemiddelde jaartemperatuur heerscht, ontstaat een bijzonder VIII HET IJS 153 type van gletschers. Daar zal het ijs ook op het vlakke kustgebied bestendig zijn. Gletschers, die door het landijs gevoed, door dalen naar beneden stroomen, kunnen zich op de vlakte uitspreiden en vormen dan voetgletschers. Fig. 94. | : . IJskoepel over het Zuideinde van Anvers Istand. (Opn. van Waterschoot van der Gracht.) In Vuurland zijn enkelvoudige voetgletsohers prachtig ontwikkeld, terwijl in A 1 a s k a verscheidene voetgletschers zich tot één groote ijskoek vereenigen. (Fig. 95). Als voorbeeld moge de groote Malaspina-gletscher (fig. 121-D) dienen. Waar gletschers de zee bereiken breken zij af, zij kalven af en vormen zoodoende ijsbergen. DE BEWEGING DER GLETSCHERS. Hoewel het laatste woord over de gletscherbeweging nog niet gesproken is, moeten wij hier toch het een en ander er van behandelen, omdat wij daarmede tal van gletscher- 154 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE verschijnselen kunnen verklaren. Twee verschijnselen vallen onder het begrip gletscherbeweging: le. de beweging der ijsdeeltjes in den ijsstroom en, daarmede nauw verband houdend, de beweging van het gletscheroppervlak, en 2e. het langer of korter worden van een gletscher (gletscher-schommeling). Fig. 95. Schema van vaetgletschers. Het van het landijs door gletschertongen stroomende ijs vormt op de vlakke, koude kuststrook voetgletschers. Wanneer wij de beweging der ijsdeeltjes beschouwen, denken wij aan een gletscher, die elk jaar evenveel door voeding uit het firngebied toeneemt als er door afsmelting van de tong verloren gaat. Wij beschouwen dan een zoogenaamd stationnairen gletscher, waarvan de firnlijn vast ligt, en gaan uit van een sterk verkorte overlangsche doorsnede (fig. 96). Elk jaar valt in het firngebied F een zekere hoeveelheid sneeuw, die niet wegsmelt of verdampt; voor een zeker jaar zij die hoeveelheid A B Fl. In het gletschergebied G smelt in dat jaar een evengroote massa FICD weg. Van de sneeuw, die in een volgend jaar valt, VIII HET IJS 155 blijft ook weer een gedeelte in het firngebied over; deze sneeuw drukt op de firn van het vorige jaar, waardoor deze omlaag geperst wordt. De vol uitgetrokken lijnen geven dus naar beneden toe opeenvolgende standen van een oorspronkelijk afzettings-laagvlak gedurende verschillende jaren aan. Tenslotte bereikt het laagvlak het onderste uiteinde van den gletscher. Volgens deze theorie zullen de ijsdeeltjes wegen door den gletscher afleggen, die met de gestippelde lijnen (in fig. 96) overeenkomen. Een ijsdeeltje, dat als kristalskelet hoog boven de firnlijn afgezet werd, zal geheel onder aan de gletschertong te voorschijn komen, terwijl een deeltje dat vlak boven de firnlijn subaërisch gesedimenteerd werd, niet ver onder de firnlijn al aan de oppervlakte van den gletscher komt, om daar door smelten te verdwijnen. Bij een stationnairen gletscher wordt zoomin A Fl als de lijn Fl C gevormd, want de beweging is vrijwel continu. Door neerslag van sneeuw in het firngebied zakt de firn voortdurend, zoodat de afzettingslij'n B Fl behouden blijft: A Fig. 96. 156 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE door dit zakken wordt de ijstong wel voortgeduwd, maar door wegsmelten van ijs onder de firnlijn blijft bij een stationnairen gletscher ook de af smeltingslijn FID behouden. Fig. 97. Schematische voorstelling van de gelaagdheid van het ijs in een gletschertong. Boven er van uitgaande, dat het een drukgelaagdheid is; onder er van uitgaande, dat het een voortzetting van de oorspronkelijke firngelaagdheid is. In het firnbekken is de gelaagdheid soms zeer duidelijk op spleetwanden waar te nemen. De lagen worden door afwisselend helder witte, luchtrijke sneeuw en grijsachtige luchtarme firn gevormd, en loopen nagenoeg horizontaal. Ook in gletschertongen is reeds dikwijls een gelaagdheid VIII HET IJS 157 opgemerkt, die zich kenmerkt door sterker en minder sterk blauw gekleurde ijslagen, de zoogenaamde blauwe bladen structuur. Er heerscht echter nog strijd over de vraag of deze gelaagdheid ontstaan is uit de afzettingsgelaagdheid van het firnbekken, of dat zij tot drukwerking moet worden teruggevoerd en dus een drukgelaagdheid is. In enkelvoudige gletschers loopt deze gelaagdheid in een dwarsprofiel min of meer evenwijdig aan het profiel van de rotsbedding en schijnt het dat de lagen gootvormig in elkaar liggen. Maar het is nog niet uitgemaakt, of ook in een overlangsch profiel de lagen evenwijdig met de rotsbedding van de gletschertong loopen. Ware dit het geval, (fig. 97 boven) dan zou men vrij zeker zijn met drukgelaagdheid te doen te'hebben. Verschillende glaciologen meenen echter, dat de lagen in een overlangsch profiel den gletscherbodem snijden, en dat de gelaagdheid in de gletschertong niets anders is dan een gecomprimeerde firngelaagdheid (fig. 97 onder). Aan het uiteinde van een gletschertong is soms een stukje overlangsch profiel te zien (fig. 98) en het is een opvallend feit, dat de lagen daarin niet evenwijdig met den gletscherbodem verloopen, maar naar achteren hellen. Dit klopt beter met het onderste schema van fig. 97. Merkwaardig is, dat de gletschertong benedenwaarts van een ijsval toch een gelaagdheid vertoont, die gootvormig lijkt. Dit spreekt weer voor een gelaagdheid door druk Gletscheronderzoekers, die deze drukgelaagdheid voor waarschijnlijk houden, zijn ook geneigd de beweging van het gletscherijs toe te schrijven aan glijdende bewegingen van lagen over elkaar. Deze opvatting is vooral door H. Philipp verdedigd. Hij meent dan ook, dat dicht bij de samenvloeiing van gletschers de samengestelde gletscher een blauwe bladen structuur bezit die het ontstaan uit verschillende gletschers nog verraad, maar dat benedenstrooms van de samenvloeiing deze samengestelde structuur langzamerhand verdwijnt en plaats maakt voor een enkelvoudige structuur die het gevolg is van een nieuwe drukgelaagdheid, die in overeenstemming is met den vorm der 158 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE rotsbedding van den gletscher (zie fig. 107). Anderen meenen, dat de gletscherbeweging terug te brengen is tot 'een meer vloeiende beweging, die in verband met het regelatievermogen van het ijs (plaatselijk smelten en weer bevriezen) verklaart kan worden. Door beide partijen wordt echter aangenomen, dat afgezien van deze beweging in het Fig. 98. Gelaagdheid in een gletschertong (einde van den Unteraargletscher) in een overlangsch profiel. De lagen loopen bijna horizontaal. De min of meer loodrechte strepen op den ijswand zijn erosiegoten. (Opn. van den schrijver). ijs, de gletscher in zijn geheel langzaam over de rotsbedding voortschuift. Een sterk argument voor de zienswijze van Philipp is, dat geregenereerde gletschers (zie blz. 166) een blauwe bladen structuur bezitten; want hier kan van een gecomprimeerde firngelaagdheid geen sprake zijn. Bij samengestelde gletschers bestaat de gletschertong uit twee of meer ijsstroomen, die ieder hun eigen firnbekken bezitten. Het is nu de vraag, hoe de inwendige bouw van zulk een samengestelde gletschertong is. Volgens de theorie, dat de blauwe-bladen-structuur een direct gevolg VIII HET IJS 159 Fig. 99. De stand van twee steenrijen, die in 1874 cp den Rhönegletscher gelegd werden, in de daarop volgende jaren; en het terugwijken van den Rhönegletscher van 1818 af. (Naar de Zwitsersche Alpenclub, uit Robin) 160 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE van afzettingsgelaagdheid is, moet een samengestelde gletschertong uit evenveel afzonderlijke structuur-complexen bestaan als er firnvelden aan de voeding deelnemen (zie fig. 107). Indien echter de blauwe-bladen-structuur een drukgelaagdheid is, dan zou op zekeren afstand onder de samenvloeiing der gletschertongen de oorspronkelijke samengestelde structuur moeten verdwijnen en plaats maken voor één nieuwe drukgelaagdheid, die evenwijdig zou moeten verloopen aan de gemeenschappelijke rotsbedding. Boden de gletschers meer natuurlijke profielen in verschillende richtingen, dan zou het probleem der gelaagdheid in de gletschertong wel opgelost, en daarmede over de beweging in het gletscherijs ook meer bekend geworden zijn. De beweging van het gletscheroppervlak kan proefondervindelijk nagegaan worden door er voorwerpen op te leggen en hun beweging met behulp van nauwkeurige instrumenten na te gaan. Onder leiding van Alb. Heim werden in 1874 op den Rhönegletscher rechte rijen van steenen dwars over den ijsstroom gelegd. Elk jaar werd de ligging van de steenrijen in kaart gebracht, waaruit bleek, dat de beweging in het midden veel sneller is dan aan de kanten (fig. 99). Daar bovendien de steenen van elke rij genummerd waren, was het mogelijk den weg, die door eiken steen afgelegd was, na te gaan en zoodoende de bewegingslijnen op het ijsoppervlak in kaart te brengen. Het is gebleken, dat de beweging niet overal precies in het midden het snelst is, maar dat de stroomdraad sterkere bochten maakt dan de gletscher zelf. Dit komt overigens geheel overeen met de beweging van het water aan het oppervlak van rivieren. Tot nu toe hebben wij aan stationnaire gletschers" gedacht, waarvan de lengte gelijk blijft. In werkelijkheid komt deze toestand natuurlijk niet voor. De neerslaghoeveelheid wisselt evenals de gemiddelde temperatuur van jaar tot jaar. Geringe neerslag heeft tot direct gevolg een geringe voeding van den gletscher in het firnbekken, warmte een sterkere afsmelting van de gletschertong. Groote neerslag VIII HET IJS 161 voedt den gletscher sterker en lage temperatuur doet de tong minder afsmelten. Door deze wisselende omstandigheden schommelt de lengte van den gletscher. Sedert 1800 worden de meeste gletschers in de Alpen korter, echter met dien verstande, dat zij niet regelmatig afnemen, maar dat zij nu en dan weer iets toenemen, om dan weer meer in te korten dan die toename bedroeg. BREUK- EN SPLEETVORMING Ijs is ten opzichte van druk plastisch, ten opzichte van rek bros. Waar dus in een gletscher rek optreedt, daar moeten barsten ontstaan. Men onderscheidt drie soorten van spleten in gletschers: randspleten, dwarsspleten en overlangsche spleten. Randspleten. Daar het ijs zich in het midden van een gletschertong vlugger beweegt dan aan de randen, zal een rechte strook, dwars over den gletscher gedacht, na verloop van eenigen tijd een naar voren gebogen vorm aangenomen hebben (fig. 100). Een vierkant (a b c d) in deze strook, dat dicht bij een der randen ligt, zal in een ruit Fig. 100. Schematische voorstelling ter verklaring van het ontstaan van randspleten. (a' b' c' d') veranderd zijn en de diagonaal a c uitgerekt zijn tot de lengte a' c'. In de richting van a' c' werken 162 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE dus rekkrachten, zoodat loodrecht daarop spleten moeten ontstaan. Randspleten zijn in den beginne, kort na hun ontstaan ten opzichte van de stroomrichting van het ijs scheef naar achteren gericht. Daar echter de gletscher zich beweegt en wel in het midden vlugger dan aan de kanten, zullen de randspleten een draaiende beweging uitvoeren. Maar dan komen zij ten slotte juist te liggen in de richting van de diagonaal a' c' en worden zij dichtgeknepen, want de diagonaal b' d' is korter dan b d en er heerscht dus druk in de richting b' d'. Op dezelfde plaats van den rand van een ijsstroom zullen dus open randspleten voorkomen, die Fig. 101. Randspleten in den Unteraargletscher. Het ijs beweegt zich van rechts naar links. (De fotografie is scheef naar beneden opgenomen vanaf het Paviljoen Dollfuss) (Opn. van den schrijver.) VIII HET IJS 163 stroomopwaarts gericht zijn en gesloten randspleten, die stroomafwaarts wijzen, (fig. 101). Dwarsspleten. Bestaat ergens in het overlangsche profiel van de bedding van een ijsstroom een sterke helling, een knik, dan zal de gletscher daarboven breken (fig. 102). Er Fig. 102. Overlangsch profiel door een gedeelte van een gletscher, ter verduidelijking van het optreden van dwarsspleten. ontstaan dan barsten over de geheele breedte van den gletscher die zich openen: de gletscher bladert open. De verschillende ijsbladen zakken gedeeltelijk staande naar beneden, waardoor het geheele verschijnsel een 'trapvorm aanneemt; gedeeltelijk hellen de bladen over en vallen in duizend stukken aan den voet van den ijsval neer. (Fig. 103). Bij dit proces ontstaan tevens de meest fantastische ijspilaren, torens en muren, de séracs. Puinbanden. Sommige gletschers dragen los puin op hun rug, wij komen daarop later terug, en deze ijsstroomen vertoonen bij ijsvallen een zeer eigenaardig verschijnsel. De vooruitspringende trapkanten van de ijscascade worden sterker door de zon beschenen dan de traphoeken. In die hoeken verzamelt zich stof, aarde en puin, dat van de vooruitspringende kanten afvalt. Hierdoor ontstaat een concentratie van puin in evenwijdige zönes dwars over den gletscher. Nadat het puin op deze wijze over den ijsval getrokken is, worden de puinbanden door de snellere beweging in het midden, naar voren gebogen en ontstaat de zoo typische puinbanden-teekening, die een oppervlakte-ver- 164 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 103. Drie ijsvallen van den Bifertengletscher, Zwitserland. (Opn. Dr. Fr. Weber.) VIII HET IJS 165 schijnsel van sommige gletschers is en steeds haar oorsprong in een ijsval vindt. (Fig. 104). Overlangsche spleten. Waar een gletscher uit een nauw dal in een wijder bekken stroomt, zal hij zich verbreeden. En gevolg daarvan is echter, dat er dwars op de algemeene stroomrichting rek ontstaat en dat er dus spleten gevormd worden, die in de stroomrichting liggen. (Fig. 105). Vooral aan het uiteinde van gletschertongen van afnemende gletschers zijn overlangsche spleten, die dan eenigszins waaiervormig verloopen, dikwijls zeer mooi waar te nemen. Fig. 104. Puinbanden op de Mer de Glacé, Mont Blanc-gebied. (Opn. M. Tairras, uit Robin) IJslawines en geregenereerde gletschers. Is de helling van Ée rotsbedding over een aanmerkelijk hoogteverschil zeer steil, dan zal de gletscher daar niet kunnen bestaan, maar aan den bovensten rand van den steilen wand afbrokkelen. Dat geschiedt bijv. aan het einde van overhangende gletschers. Periodiek zal het ijs afbrokkelen en wanneer het 166 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE in een gebied terecht komt, waar de gemiddelde jaartemperatuur voldoende laag is, zal het ijs zich aan den voet van de glijbaan der ijslawine ophoopen. De losse ijsbonken en Fig. 105. Schematische voorstelling ter verklaring van het ontstaan van overlangsche spleten. het kleinere materiaal groeien door druk weer aanéén en vormen een nieuwen gletscher, die uit stukken van den bovensten ijsstroom herschapen wordt: er ontstaat een geregenereerde gletscher. (Fig. 106). Fig. 106. Schema van een geregenereerden gletscher. HET SYSTEEM PUIN - IJS - ZON De verweering van het gesteente is, in de boven de sneeuw uitstekende rotsen, zeer sterk tengevolge van de groote temperatuurschommelingen. In den zomer worden deze rotswanden over dag zeer sterk verwarmd, daar de ijle en bijna stofvrije lucht zeer doorlaatbaar is voor de warmtestralen der zon. Overal, waar een dun laagje sneeuw of ijs aan- VIII HET IJS 167 wezig is, begint dit te smelten en het water dringt dan, mede tengevolge van capillaire werking, in de fijne spleetjes die in ieder gesteente aanwezig zijn. Zoodra 's avonds de zon achter de bergtoppen verdwenen is, wordt het plotseling koud en bevriest al het water dat overdag langs de rotswanden afdruppelde en dat zich in de spleetjes bevindt. Daar door het bevriezen van het water het volume grooter wordt, ontstaat een druk op het nog niet bevroren water, en die druk zet zich wigvormig voort in de spleten. Zoo worden steenbrokken van de rotswanden losgekloofd; maar zij blijven 's nachts nog door het ijs daaraan verbonden. Zoodra echter den volgenden dag de zon weer op de rotsen schijnt, ontdooit het ijs en begint een bombardement van steenen, waarbij diepe voren in de daaronder liggende sneeuwhellingen gegroefd worden, die men steenslagbanen noemt. Voorzoover zij in het firngebied liggen, eindigen de meeste dezer banen in den zomer in de randkloof. Daaronder schieten de meeste rotsfragmenten weg; deze komen dus onder de firn te liggen en worden met de glijdende beweging van den ijsstroom over de rotsbedding naar beneden gebracht. Vallen de steenen echter op de gletschertong, dan blijven zij op den rand liggen en zij worden op den rug van den zich voortbewegenden gletscher langzaam naar beneden gevoerd. Deze op de beide randen van een gletschertong vallende puinmassa's vormen de rand- of zij-moraines (fig. 107, AA' en DD'). Vloeien twee gletschertongen samen, dan vereenigt zich de rechter zij-moraine van den linker gletscher met de linker zijmoraine van den rechter gletscher tot een midden moraine (fig. 107, BB' en CC). Wanneer n gletschertongen samenstroomen, vormen zij (n _|_ i) moraines, waarvan 2 zij-moraines en (n — 1) midden moraines zijn. Daar het transport van het puin op den gletscherrug rustig geschiedt, wordt het puin niet dooreengeschud en blijft het dus volgens de herkomst gescheiden. Geologie 12 168 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Steenen, die boven de firnlijn op den gletscher terecht komen, worden later door sneeuw bedekt en zullen onder de firnlijn door wegsmelten van de bedekkende ijslaag weer re voorschijn komen. Zoo kan het voorkomen, dat een midden-moraine schijnbaar zonder aanleiding ergens op een gletscher begint. Wat in de randkloof verdwijnt komt, zoo- 3 VIII 19X5 Fig. 107. Moraines en gelaagdheid van een samengestelden gletscher Fi Fa en F» = firnvelden. fi fj en fs = ffrnlijnen. Gi G2 en G3 = gletschertongen. AA' en DD' ==: randmoraines. BB' en CC" = middenmoraines. gm = grondmoraine. bmi en bm? = binnenmoraines. SS' = slijpgrens van een hoogeren gletscherstand. als wij zagen, onder den gletscher terecht. Puin, dat juist boven een zich openende randspleet ligt, zal hierin verdwijnen en soms eveneens op de rotsbedding terecht komen. Ten slotte is het waarschijnlijk, dat steenfragmenten uit de rotsbedding gewipt worden. Door al dat materiaal, dat dus VIII HET IJS 169 onder den gletscher over de rotsbedding voortgeschoven wordt, wordt die bedding geslepen en met de grootere stukken puin vermengt zich fijn slijpsel. Te zamen vormen al deze grove puinmassa's met het afgeslepen slib de grondmoraine. Aan het einde van een gletschertong worden de oppervlakte moraines (zij-' en midden-moraines) en de grondmoraine tot één puinmassa de eind-moraine samengevoegd. Een midden-moraine op een gletscher gelijkt een hooge puindijk maar is in werkelijkheid een ijsdam met een betrekkelijk dunne steenbedekking, waarbij de puinmassa in verhouding veel dunner is dan een bazaltglooiing op een grooten dijk. Dit verschijnsel is een gevolg van de werking der warme zonnestralen. Waar deze het ijs treffen, smelt dit. Het smeltwater loopt naar de laagste gedeelten en lost daarbij ijs op, waardoor smeltwaterbeken ontstaan, die overdag een levendig geruisch veroorzaken. Nauwelijks is de zon onder of het smelten van ijs houdt op en spoedig daarna liggen de beekbeddingen droog, waarvan die eigenaardige nachtelijke stilte op de gletschers het gevolg is. Kronkelend zoeken de smeltwaterbeken hun weg over den gletscher, totdat zij in een spleet verdwijnen. Dan komt het water öf dadelijk op de rotsbedding terecht, öf het zet zijn weg in het ijs voort en vormt dan inglaciale kanalen. Daar sommige spleten aan bepaalde plaatsen in de rotsbedding gebonden zijn, ontstaan zij steeds weer op dezelfde plaats. Stort een smeltwaterbeek daar op de rotsbedding, dan kan zij met behulp van puin diepe kolkgaten vormen. Al het water, dat onder den gletscher stroomt, vereenigt zich op de bedding tot een of meer gleischerbeken, die aan het einde van de gletschertong te voorschijn komen. Daar ontspringen dus eigenlijk de groote rivieren als Rijn, Rhöne, enz. Waar echter de zonnestralen op een steenbedekking vallen, wordt hët puin aan de bovenzijde wel zeer sterk verhit, maar aangezien steen een slechte warmtegeleider is, wordt bij voldoende dikte-afmeting daarvan het daaronder liggen- w q 2 < < ai w N Z i O w ü 5 i 5 W i Q : Z i < i w > i Wi H i 2 ; "5 ! < I ai O i Fig. 108. Schema van het systeem puin-ijs-zon. VIII HET IJS 171 de ijs niet door de warmtestralen bereikt. Dit ijs smelt dus niet of althans in mindere mate dan het puinvrije gletscherijs. Het gevolg zal zijn, dat het met steen bedekte oppervlak zich relatief boven het blanke ijs verheft. Bezat de steenbedekking op den gletscher oorspronkelijk een langgestrekten vorm, dan ontstaat hieruit een ijsrug met een puinglooiïng. (Fig. 108 rechts). Fig. 109. Puin-ijs-kegel op den Unteraar-gletscher, Zwitserland (Opn. Dr. E. Waser) De steenbedekking van groote midden-moraines is op de Alpengletschers gemiddeld slechts 30-50 cM. dik; op den reusachtigen M a 1 a s p i n a-gletscher in Alaska, bezit de puinlaag een dikte van 1 M. tot 1,20 M. Als bijzonderheid zij hier vermeld, dat op dat dunne puinkleed een weelderig bosch groeit, een oerwoud van dennen en elzen. 172 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Door verschillende oorzaken kunnen min of meer cirkelvormige vlakken op den gletscher met puin bedekt worden. Door de warmte der zonnestralen ontstaan hieruit puin-ijskegels (fig. 108 en 109), die, wanneer zij klein zijn, aan molshoopen herinneren, maar die dikwijls ook zeer hoog kunnen worden (6 M. en meer). Ook de beroemde gletschertafels ontstaan door ongelijke afsmelting van puinvrij en door puin bedekt ijs. Zooals wij hierboven reeds Gletschertaiel, daarachter de Mont Blanc zagen, is steen een slechte warmtegeleider; wordt dus een groot rotsblok van boven door zonnebestraling verwarmd, dan smelt wel het omringende gletscherijs, doch het rotsblok blijft op een ijsvoet staan en gaat dientengevolge steeds meer boven den gletscher uitsteken. Daar echter de zuidzijde van den ijsvoet sterker verhit wordt dan de noordzijde, VIII HET IJS 173 zal de steen langzamerhand naar het Zuiden overhellen en ten slotte van zijn voetstuk afglijden. Dit verschijnsel herhaalt zich meermalen zoodat het rotsblok zich op den duur naar het Zuiden verplaatst. (Fig. 108 en 110). Fig. lil. Gletscherkrassen op rotsbedding Eiland Islay, Schotland. (Opname v. d. Geol. Dienst van Engeland. Uit J. Geikie.) De puinfragmenten zijn donkerder gekleurd dan het ijs en nemen daarom aan hun oppervlak meer warmte op. Wanneer zij tevens uiterst dun zijn, kunnen zij deze warmte wel naar beneden afgeven en dan zakken de fijne steenschilfers of stoflaagjes in het ijs. Natuurlijk zakt het fijne puin zoolang de zonnestralen het direct bereiken, en aangezien ijs warmtestralen goed doorlaat, houdt het zakken nog een tijdlang aan, totdat de weg, dien de warmtestralen door het. ijs moeten volgen, zoo lang wordt, dat zij de puinstukjes niet meer bereiken. Zoo ontstaan de smeltgaten (fig. 108) die in Groenland Kryokoniet-gaten genoemd worden. 174 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE DE AFBREKENDE WERKING VAN GLETSCHERS (GLACIALE EROSIE). Natuurlijk kunnen gletschers slechts op hun rotsbedding direct erodeerend werken. Hierbij spelen de door randkloof en spleten op de bedding gevallen rotsblokken een groote rol. Deze toch worden in het ijs vastgekit en steken daar gedeeltelijk aan de onderzijde uit als de beitel van een schaaf. Met deze tallooze beitels schaaft de gletscher bij zijn glijdende beweging den rotsbodem af, (fig. 111) waardoor zoowel hierin als in de schavende steenen gletscherkrassen ontstaan. Bovendien wordt door het tegen elkaar aan wrijvende steenmateriaal een fijn slijppoeder gevormd, waarmede de ondergrond en de steenen uit de grondmoraine (fig. 112) gepolijst worden. Het fijne materiaal van de grond-moraine is dus ten deele afslijpsel van de rotsbedding en deze vorm van glaciale Fig. 112. Kalksteen, gepolijst en met gletscherkrassen voorzien. Moraine bi) Zürich. (Geol. Min. Verz. T. H. Delft) VIII HET IJS 175 erosie wordt door alle geologen aangenomen. Bovendien veronderstellen sommige glaciologen, dat door ontdooien en weer bevriezen van de bedding, rotsstukken uit hun verband gerukt en door den voortschuivenden gletscher in de grond-moraine opgenomen worden. Dat er dus gletschererosie plaats vindt, wordt door geen enkelen geoloog betwijfeld, maar het is nu slechts de vraag, hoe groot deze erosie is en wat zij tot stand kan brengen; en over deze laatste vragen heerscht groote verdeeldheid. Het fijne slijpsel der grond-moraine is de oorzaak van het troebel zijn van het uit de gletscherpoort stroomende water (gletschermelk). In een dal, dat door een terugwijkenden gletscher verlaten is, vindt men verschillende bewijzen van glaciale erosie. De rotswanden zijn daar gepolijst, vertoonen dikwijls gletscherkrassen en hebben, vooral wanneer hun gesteente hard is, ronde, meelzakachtige vormen. Op den dalbodem vindt men eigenaardige rugvormig rondgeslepen bultrotsen (roches moutonnées), die eveneens gletscherkrassen vertoonen en, mits niet te lang aan weer en wind blootgesteld, ook gepolijst zijn. In nu nog door gletschers ingenomen dalen is duidelijk aan de rotswanden te zien, dat de gletschers het dal vroeger veel hooger vulde. Fig. 113 vertoont vlak boven den gletscher een duidelijk licht getinte strook op de rotswanden. Eerst sinds korten tijd raakt de gletscher dit gedeelte der rotsen niet meer en daarom groeien er nog geen of weinig korstmossen op, die wel de hoogere gedeelten der rotswanden bekleeden en dezen een donkere tint geven. De hoogere stand van den Unteraargletscher dateert van het jaar 1850, toen het ijs ongeveer 50 M. hooger het dal vulde dan tegenwoordig. Dezelfde figuur vertoont ook nog een ander zeer opvallend verschijnsel, dat eveneens uit ons schema fig. 107 blijkt: boven het gletscherniveau vertoonen de rotswanden ronde vormen tot op een bepaalde hoogte en daarboven treden plotseling scherpe kammen op. De ronde, meelzakachtige vormen zijn een 176 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE (Foto Wehrli, A. G. Kilchberg bij Zürich.) Fig. 111 Midden-moraines op den Unteraargletscher, Zwitserland.. VIII HET IJS 177 j gevolg van de gletscher-erosie, de hooger gelegen scherpr kantige rotsen staken vroeger boven het ijs uit en waren [ daar ten prooi aan de inwerking van bevriezen en weer ontdooien, zij splinterden af en vormden de splinterzone. Het is dus duidelijk, dat dit dal vroeger tot op aanzienlijke hoogte met ijs opgevuld geweest is. De strijdvraag is i echter deze: heeft de gletscher het dal uitgevreten of gebeurde dat reeds vroeger in een zachter klimaat door een [ rivier en heeft de gletscher slechts de scherpe vormen der [ watererosie een zachter aanzien gegeven? Zijn de groote Alpendalen in hoofdzaak door gletschers uitgeschaafd of | heeft het water ze gevormd? Beide meeningen worden door zeer gezaghebbende glacio| logen verdedigd. Op het oogenblik schijnt de meening veld te winnen, dat de gletschers werkelijk een bijzonder sterk j erodeerend vermogen bezitten. De glaciologen die aan de gletschers deze kracht toeschrijven, verklaren ook het ontistian der randmeren in de Alpen (Meer van Genève, ; Vierwaldstatter meer, Meer van Zürich, Lago Maggiore, Lago di Lugano, Lago di Como), door glaciale erosie. Het I vraagstuk is in zooverre ingewikkelder dan het schijnt, [ omdat onder den gletscher immers ook water (de gletscherbeek) stroomt, en dit ook zijn afslijpende werking op de rotsbedding doet gelden. Het ontstaan der fjorden wordt door de aanhangers eener ï sterke glaciale erosie ook aan gletscheruitschaving toege||schreven; fjorden zouden dus verdronken gletscherdalen zijn. Een opmerkelijk verschijnsel is zeker, dat zoowel in hoofdfjord als zijfjorden, die ten opzichte van elkaar willekeurige richtingen volgen, drempels het eenzijdig verval van [ de bedding onderbreken. Hetzelfde verschijnsel vindt men [ in Alpendalen, die eens door gletschers ingenomen waren. Ijs kan zeer goed door een stijgende bedding vloeien, mits zijn niveau hooger staat dan de drempel van het dal, waardoor het zich beweegt. Dat wordt bewezen door talrijke gletscherkrassen aan de opstijgende zijde van rotsdrempels | in dalen. 178 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Het voorkomen van dergelijke rotsdrempels is wel zeer eigenaardig en kan niet door watererosie verklaard worden. Bij Innertkirchen, ten Oosten van Meiringen in Zwitserland, vereenigden zich vroeger groote gletschers uit drie dalen. Er vloeide dus op één punt een groote massa ijs te zamen en hieraan schrijft men een verhoogde glaciale erosie toe, die den rotsbodem bij Innertkirchen uitholde. Gezamenlijk stegen die gletschers als één ijsstroom over den rotsdrempel, die nu nog tusschen Innertkirchen en Meiringen ligt: de K i r c h e t. Laterheeft de A a r zich een weg door dezen drempel gebaand, TOe waarschijnlijk reeds door de gletscherbeek onder den gletscher voorbereid was, en zoo ontstond de beroemde-kloof van de Aar, bij reizigers bekend als de „A ar e-S ch 1 u c h t". Door watererosie worden in den beginne V-vormige dalen in de rotsen ingesneden, terwijl gletschers U-vormige dalen uitschaven. Men drukt dat ook wel zoo uit: de rivier erodeert volgens lijnen, de gletscher volgens vlakken. De trogvormige U-dalen zijn echter zelden waar te nemen; wel ziet men het U-vormig dwarsprofiel dikwijls, maar dat wordt gewoonlijk veroorzaakt door puinhellingen aan weerszijden van een dal met steile rotswanden. In dat geval kan het echter even goed in een door watererosie ontstaan dal liggen, want dart is de U-vorm niet een gevolg van erosie alleen, maar ook van opvulling. Zuivere U-dalen in vaste rots zijn zeldzaam en slechts deze kunnen als argument voor gletschererosie dienen. Een tweede verschil tusschen eenmaal door gletschers bedekte dalen en andere bij welke dit niet het geval was, is het volgende: in dalen die uitsluitend door watererosie ontstaan zijn, monden zijdalen uit op het niveau van den bodem van het hoofddal. Daarentegen komt het in gebieden, die eens vergletscherd waren, dikwijls voor, dat zijdalen op een veel hooger niveau in het hoofddal uitmonden (zwevende zijdalen), waarbij dan dikwijls watervallen ontstaan. Sommige glaciologen zien in dit verschijnsel een bewijs van gletschererosie en meenen, dat het hoofddal door den VIII HET IJS 179 grooteren gletscher sterker uitgeschuurd werd dan de zijdalen met kleinere gletscjiertongen. Drempels in het overlangsche profiel van dalen en zwevende zijdalen behooren tot de sterkste argumenten van die glaciologen, welke het voor waarschijnlijk houden, dat de gletscher een groote afbrekende werking uitoefent. DE OPBOUWENDE WERKING VAN GLETSCHERS Alles wat de gletscher door erosie meeneemt, hetzij aan zijn oppervlak, of in en onder het ijs, moet ergens weer afgezet worden. Het fijnste materiaal wordt door de gletscherbeek het verst weggevoerd; het komt ergens als slib terecht. Tot die afzetting werken zoowel gletschers als rivieren mee en zij wordt daarom tot de fluvioglaciale verschijnselen gerekend. Het grove materiaal wordt in den vorm van moraines afgezet. Behalve de met den gletscher voortbewogen moraines, die wij reeds leerden kennen, bestaat er nog een tweede reeks: de afgezette moraines. Wanneer een gletscher langen tijd nagenoeg dezelfde lengte behoudt, zal aan het einde een flinke eind-moraine afgezet worden ; nu niet meer als ijswal met een steenbedekking, maar als een zuivere puindijk. Deze eind-moraine bestaat dus uit oppervlakte- en grond-moraine-materiaal. Aan de eind-moraine van een gletscher, die lang stationnair was, sluiten zich stroomopwaarts, boogvormig zij-moraines aan. Wijkt de gletscher daarna door afsmelting terug, dan blijft er een kransvormige puinwal achter, bestaande uit zij-, eind- en grondmoraine materiaal, en in het verlaten gletscherbed ligt een puinbedekking, die in hoofdzaak uit grond-moraine bestaat, maar waarop ook blokken liggen, die zich vroeger aan de oppervlakte of in het inwendige van den gletscher, bevonden. Blijft de gletscher ergens achter den puinwal opnieuw gedurende langen tijd stationnair, dan wordt door de beweging in het ijs een tweede puinwal opgeworpen. Wanneer 180 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE de gletscher weer aanwast, loopt hij over dezen puinwal heen, welke daardoor met het vóór hem liggende grondmoraine-puindek als het ware omgeploegd wordt. Uit dat grond-moraine-materiaal ontstaat dan soms een landschap met heuvels, die een elliptisch grondvlak bezitten, (drumlins) waarvan de lange assen in de stroomrichting van het ijs liggen. Het smeltwater van den gletscher stroomt door de gordels van eind-moraines en neemt los materiaal mee, dat, zoodra de stroomsnelheid van het water te gering geworden is, weer afgezet wordt. In de vlakte ontstaat dan voor de eind-moraine .een waaiervormige fluvioglaciale afzetting van grint en zand. Vlak bij de eind-moraine wordt het grofste materiaal afgezet, verder al fijner gruisgesteente. Die fluvioglaciale grintafzettingen worden in Duitschland „fluvioglaciale Schotterfelder" genoemd. Achter het drumlin-landschap ligt eert depressie, een inzinking van den bodem, waarin de ijstong langen tijd stil lag, en welke tongbekken wordt genoemd. Fig. 114. Glaciale Serie (volgens Ph. H. Kuenen) A. Stelt voor een jongere morainegordel die afgezet is buiten een andere, welke door den gletscher overreden is. B. Stelt voor een jongere morainegordel afgezet binnen een andere. VIII HET IJS 181 Tongbekken, drumlinlandschap, moraine-gordel en fluvioglaciale grintafzetting worden door Penck en Brückner onder den naam glaciale serie vereenigd. (Fig. 114). In grond-moraines kunnen reeds blokken van flinke afmetingen voorkomen, maar op den rug van den gletscher Fig. 115. Erratisch blok. „Pierre des Marmettes" bij Monthey. Kanton Wallis. Voor meer dan 30.000 francs is dit 1824 M3 groote blok uit de handen van steenhouwers gebleven. Behoud van natuurmonumenten! (Opn. Fumes, Uit Verhandlungen der Schweiz. Naturf. Gesellschaft. 1908) worden soms reusachtige rotsblokken meegevoerd. Deze komen öf terecht in den moraine-gordel, öf, bij terugwijkende gletschers, op de grond-moraine. Dat zijn de erratische blokken, zwerf steenen, waardoor in ver af gelegen gebieden gesteentesoorten gebracht worden, die daar overigens niet voorkomen. (Fig., 115). Uit zulk materiaal zijn bij ons de hunnebedden opgebouwd. 182 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE VROEGERE VERGLETSCHERINGEN Het glaciale verschijnsel laat zulke typische kenmerken achter, dat het gemakkelijk is om oude gletscherafzettingen te herkennen. Het diluviale tijdperk [522] was rijk aan vergletscheringen; toen droegen groote deelen der aarde meermalen het karakter van vergletscherde landschappen. Öm Fig. 116. De eind-moraine-boog door de stad Zürich, en de rand-moraine-resten (Naar A. Wettstein) ons bij de tegenwoordige Alpengletschers te bepalen, wijzen wij vooreerst op talrijke rand-moraines in Noord-Zwitserland. De stad Zürich ligt bijv. gedeeltelijk op een eindmoraine van één der stilstandsperiodes van een vroegeren Linth-gletscher. Boogvormig loopt door Zürich een krans VIII HET IJS 183 van heuvels, die* eens een hoogen wal vormden. De Limmat heeft zich door deze eind-moraine een weg gebaand. afgezet gedeelte van de delta, d = boven water ) Wanneer de beek in een meer stroomt, ontstaat een delta, waarvan de structuur (fig. 129) samenhangt met de afzetting boven en onder water en met de wisselende waterhoeveelheden van de beek. Bij hoog water wordt grof materiaal afgezet, dat steilere hellingen verdraagt dan het bij een Geologie 14 200 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE geringere waterhoeveelheid en kleinere stroomsnelheid afgezette fijne materiaal. Het grootste gedeelte van de delta ligt onder water (D in fig. 129) en heeft een gebogen wigvormige structuur, waarin het grove materiaal steilere hellingen vertoont dan het fijne. Daarboven ligt een kleiner gedeelte (d in fig. 129), dat boven den waterspiegel van het meer ontstond en uit min of meer horizontaal gelaagd grof materiaal bestaat. RIVIEREN Wat wij in het klein bij stortbeken leerden kennen, komt op grootere schaal in de rivieren voor. Ook hier bestaat een verzamelgebied (bovenloop), waarin verticaal-erosie de overhand heeft, een verzamelgeul (middenloop) met .horizontaal-erosie en serpentine-vorming, en een benedenloop, waarin vooral afzetting plaats vindt, alluvium aangespoeld wordt en bezinkt. Bij elke rivier en ook bij elke zijrivier kan men deze drie werkingsgebieden onderscheiden.. De erosiebasis van de hoofdrivier is uit den aard der zaak het meest constante punt in de lengteprofielen van het geheele complex van stroomen en stroompjes en ligt gewoonlijk op zeeniveau, soms ook op het niveau van een zeer groot meer (bijv. Kaspische zee). Naar dit punt regelt zich in den loop der tijden de erodeerende werking van het geheele systeem. Van hier uit vindt naar achteren een verdiepen van de bedding plaats. Het verval wordt dicht bij den mond voortdurend geringer, totdat het zoo klein geworden is, dat de stroomsnelheid niet groot genoeg meer is om het meegebrachte materiaal te vervoeren, dit gesedimenteerd wordt, en een delta ontstaat. Wordt de rivier aan zich zelf overgelaten dan verlaat zij haar, door haar zelf verhoogd bed en gaat daarnaast stroomen. Wanneer echter de rivier in het delta gebied (zooals de groote rivieren in ons land) door dijken gedwongen wordt een vasten weg te volgen, dan wordt de bedding langzamerhand stroomopwaarts verhoogd, wat door uitbaggeren IX HET ZOETE WATER 201 tegengegaan kan worden. Elke zijrivier bezit een erosiebasis die overeen komt met de hoogte van'het water in het hoofddal op het punt waar de zijrivier daarin uitmondt. Maar aangezien dit niveau zelf afhankelijk is van de diepte der bedding van de hoofdrivier en deze voortdurend lager komt te liggen, is dus de erosiebasis der zijrivieren niet een vast punt in het lengteprofiel, maar een langzaam dalend niveau. Evenals de stortbeek in haar overlangsch verloop naar een normaalprofiel streeft, vormt de verhanglijn van een geheele rivier van den oorsprong tot aan den mond in groote trekken een cycloïdeachtige, holle kromme. Maar deze lijn wijkt van het ideale evenwichtsprofiel af, omdat na de opname van een zijrivier de watermassa van de hoofdrivier sprongsgewijze toeneemt en daarmede ook plotseling de erosiekracht grooter wordt. De verhanglijn van een groote rivier | is dus een meermalen gebroken kromme, die uit een reeks ;van achter elkaar geplaatste normaalprofielen is samengesteld. Beschouwen wij nu boven-, midden- en benedenloop van een.rivier nader, dan kan ook hier als regel gelden: in den bovenloop vindt erosie vooral in verticalen zin plaats; het fis het gebied der ablatie; in den middenloop sedimentatie, zijdelingsche erosie en transport; in den benedenloop bijna [uitsluitend sedimentatie, die men hier aanspoeling (allu- ivium-vorming) noemt. De bovenloop bestaat uit een reeks van stortbeken, die overal de zijwanden ondergraven en nastortingen veroor- [ zaken. Het dwarsprofiel van het dal is hier in het algemeen I V-vormig. De aanvankelijk loodrechte wanden brokkelen af en vertoonen daarna een steilere of zwakkere helling, die [van de vastheid van het doorstroomde gesteente afhangt. Op een stadium van insnijding volgt hier dus een stadium [van nastorting. In den middenloop wordt bij hoogwater grof puin aangevoerd, dat bij laagwater blijft liggen. Deze puinafzettingen Ileiden den stroom in zijn eigen bed af; hij loopt tegen den eenen oever op, werkt daar in afbrekenden zin, wordt terug- 202 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE geworpen en botst stroomafwaarts tegen den anderen oever., De oorspronkelijke rechte stroom verandert in een kronkelende, er ontstaan serpentines, die zich voortdurend accentueeren, totdat zij zichzelf snijden (fig. 130). Dan kiest het: water den korteren weg met sterker verval en de overdreven bochten worden afgesnoerd. Langzamerhand wordt het oor-i spronkelijk smalle dal door een smalle, maar kronkelendeJ rivier in een breed dal veranderd, (fig. 131). Fig. 130. ; Het kronkelen van een rivier (serpentine-vorming) (Naar W. M. D a v i s) Terwijl de stroomdraad in een rechte rivier in het midden loopt, ligt hij in een slingerenden stroom niet meer op gelijken afstand van beide oevers, maar vertoont sterkere krommingen dan deze en loopt dus dichter langs den] buitenkant der bochten. Daarom ondermijnt een rivier zijn; concaven oever en zet puin af aan den convexe zijde van] elke bocht. Door de meandervorming (kronkelen) worden in den beginne weinig vooruitspringende tongen van hooger ge- IX HET ZOETE WATER 203 Fig. 131. Dalverbreeding door het kronkelen van de rivier. (Naar W. M. Davis) 204 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE legen terrein uitgespaard, die dwars op de algemeenel stroomrichting staan (fig. 131). Deze tongen worden langer en ten slotte dikwijls door de rivier weggevreten, omdat dei stroomdraad langs de benedenzijde van eiken kronkel loopt en het water de tongen dus van de bovenstrooms gelegen zijde aangrijpt. Soms vindt echter meander-doorbraak plaats en blijft een stuk van een tong als eiland over; wanneer de rivier aanmerkelijk lager dan haar omgeving stroomt, wordt dit eiland kronkelberg genoemd. (Fig. 132). Tengevolge van de terugsnijdende erosie breidt zich hen afwateringsgebied van een rivier steeds verder uit, en heeftl de hoofdstroom steeds meer puin te vervoeren. Wel neemti tevens de waterhoeveelheid toe, maar het verval in den middenloop is al spoedig te gering, om al dit puin weg tej werken. Dit wordt dus hier afgezet, en verhoogt daardoor] de bedding. De stroom moet dus zijn ouden weg in hen breede dal verlaten en begint weer te slingeren, werkt zich zelf naar boven en vult het dal op met rol- en schuiM steenen. Dit geschiedt onder vorming van grint- en zandbanken die zich verplaatsen en waarvan dikwijls een ge-j deelte blijft bestaan, dat dan weer door anders gelaagde! afzettingen bedekt wordt. In profiel vertoonen deze afzet-tingen door wild stroomend water de grootste onregelmatig-i Fig. 132. Het ontstaan van een kronkelberg. (Naar W. M. Davis) IX HET ZOETE WATER 205 Iheden en de meest verwarde structuur (kris-krds-gelaagdheid) (fig. 133). Ook andere omstandigheden kunnen meewerken om een dal met puin op te vullen. Vooral komen hier klimatologische veranderingen, bijv. vermindering van den neerslag, in [aanmerking. Fig. 133. Kris-kras-gelaagdheid. Grintgroeve bij 's Heerenberg. (Opn. van den schrijver). Is een dal eenmaal met rol- en schuif steenen opgevuld, dan kan verlaging van de erosiebasis een insnijding der rivier in haar eigen afzettingen te voorschijn roepen. Daarbij blijven dikwijls gedeelten van de vroegere puinafzettingen over, die men terrassen noemt (fig. 134 en 135). Een nieuwe daling van de erosiebasis kan het stroombed weer 206 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE verlagen en de aanleiding zijn tot het ontstaan van een tweede reeks van terrassen, die lager dan de eerste liggen. Wij moeten hier met deze enkele aanduidingen volstaan; tallooze invloeden kunnen optreden, waardoor weer opnieuw puin in een dal gebracht of, omgekeerd, meer materiaal weggevoerd wordt dan er van boven bij komt. Overigens moet er op gewezen worden, dat er ook terrassen in vaste rotsen voorkomen, die ontstaan zijn, hetzij door wegruiming van al het puin, dat in een vlakken dalbodem lag, hetzij door erosie van die rotsen. Fig. 134. Terrassen in een dal. (Naar W. M. Davis) Wij hebben hier over de vorming van terrassen gesproken omdat deze in den middenloop der rivieren dikwijls duidelijk optreden. Men noemt ze accumulaüeterrassen; zij treden echter uit den aard der zaak ook in den benedenloop op, die immers juist door afzettingen gekenmerkt wordt. Daar vindt, zooals Alb. Heim zich uitdrukt, eigenlijk negatieve dalvorming plaats. Ophooging van het terrein is in den benedenloop het gewone verschijnsel; er wordt een groote puinkegel gevormd of een delta. Maar ook hier kunnen klimatologische veranderingen en schommelingen in het niveau van de erosiebasis aanleiding zijn tot het ontstaan van terrassen, die hier wel is waar veel minder sprekend zijn, maar waarvan het ware karakter, door ze tot in den middenloop te vervolgen, dikwijls duidelijk wordt. Plotselinge veranderingen in de hoogte van de erosiebasis of in de IX HET ZOETE WATER 207 waterhoeveelheid van een rivier kunnen tengevolge hebben, dat men een gedeelte, oorspronkelijk als middenloop beschouwd, later als benedenloop moet beschouwen. Scherpe grenzen tusschen de drie verschillende deelen van een rivier kunnen in het algemeen niet getrokken worden, te minder, daar aan elke zijrivier zelf ook weer de drie deelen onderscheiden kurinen worden. De indeeling in drieën: boven-, midden- en beneden-loop werd gegeven uit de Fig. 135. Twee terrassen in het dal van de Slanic, (zijrivier van de Buzau) bij Aldeni tusschen Berca en Beceni, Roemenië. (Opn. van den schrijver.) geologische gezichtspunten: ablatie en sedimentatie; zij blijkt echter minder geschikt om alle dalvormen te classificeeren. Deze toch hangen ook nog van tal van andere factoren af, die te dezer plaatse niet alle behandeld kunnen worden. Een bijzondere tak van de natuurkundige aardrijkskunde, de geomorfologie, die zich in de laatste jaren zeer 208 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE heeft uitgebreid, wijdt zich onder meer aan de bestudeering der dalvormen. Het is vooral de groote Amerikaansche geograaf W. M. Davis, die deze richting nieuw leven ingeblazen heeft en die aan de beoefenaars der aardrijkskunde een groot gebied ter bewerking gaf, dat al te lang door de geologen verwaarloosd was. De moderne geomorfologie, die zich ten doel stelt de vormen der aardkorst te verklaren zonder diepgaande plaatselijke geologische studie en zonder gebruikmaking van de geologische tijdschaal, heeft zeker al heel wat nieuw licht verspreid in de geologische gedachtenwereld en dat vooral door de bezielende leiding van Davis. Zoolang haar methodes door geologisch goed onderlegde vakmenschen gebezigd worden, zal zij zeker vruchtbaar op de ontwikkeling van de kennis der aardschors werken; maar zij draagt het groote gevaar in zich door dilettanten gebruikt en dan ook dikwijls misbruikt te kunnen worden. DE SCHIERVLAKTE Een van de meest vruchtbare begrippen, welke wij aan de geomorfologie te danken hebben, is wel dat van schiervlakte (peneplaine). Een schiervlakte is het eindresultaat van de werking van stroomend oppervlakte-water, en men moet zich dit voorstellen als een zeer zwak naar de zee toe hellend landschap met zeer geringe oneffenheden van den bodem. Hoe ontstaat zulk een schiervlakte? Stellen wij ons voor, dat een uitgestrekt gebied, dat bijv. door plooiïngsprocessen groote hoogteverschillen verkregen heeft, op een zeker oogenblik boven den zeespiegel verschijnt, dan zullen spoedig weer en wind hun invloed er op gaan uitoefenen en er zal dalvorming plaatsgrijpen. Na eenigen tijd zal veel materiaal reeds in zee gevoerd zijn, en zullen diepe dalen het landschap een scherp bergrelief geven. Overal werkt de terugsnijdende erosie, doch niet overal even snel: waar weeke gesteenten onderwoeld worden, zal de rivier korte metten maken, hardere rotsen IX HET ZOETE WATER 209 zullen langer weerstand bieden. De erosie-basis van een zijrivier van een stroomsysteem kan lager liggen dan die van een zijrivier van een ander stroomnet. Het kan dan voorkomen, dat een rivier een gedeelte van een ander stroomgebied zich tributair maakt. (fig. 136 en 137). Een bekend voorbeeld hiervan is' de „onthoofding" van den vroegeren bovenloop van de Maas bij T o u 1 door de Moezel. Fig. 136. Toekomstige stroom-onthoofding. (Zie fig. 137) (Naar W. M. Davis) Wanneer verschillende diep ingesneden dalen door terugsnijdende erosie in eikaars nabijheid gekomen zijn, is het tijdperk van de grootste hoogteverschilllen bereikt. Dan blijven er slechts smallen kammen en graten tusschen de verschillende rivieren en zijrivieren over, die van twee of meer zijden door de erosie aangegrepen worden. De kammen worden nu lager. Tenslotte zullen slechts énkele zeer harde gesteentecomplexen langer aan de erosie weerstand kunnen bieden en als zacht gewelfde bulten in een landschap 210 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE met weinig reliëf uitsteken. Later zullen ook deze hardkoppen verdwijnen en dan zal er niet dan een zeer eentonig landschap overblijven, als rest van een eens verheven gebergte. Dat is volgen Davis het eindstadium van de erosie door aan de oppervlakte stroomend water, een schiervlakte, die de afloop van gebeurtenissen besluit14). Fig. 137. De stroomonthoofding heeft plaats gevonden. (Zie fig. 136) (Naar W. M. Davis) Davis heeft de wijze van vereffening (denudatie) van allerlei gebergten onderzocht: van • plooiïngsgebergten, breukgebergten en vulkanische vormingen. Het eindresultaat zou theoretisch steeds de schiervlakte zijn, maar deze behoeft niet altijd bereikt te worden. Een opheffing van het land heeft een verlaging van de erosiebasis tengevolge en daarmede begint tevens een nieuwe erosie-afloop. Groote uitgestrekte vlakten werden in vroegere perioden na een plooiïngstijdperk gevormd, zoo bijv. in Europa na het Carboontijdperk [341]. Zij werden later door nieuwe IX HET ZOETE WATER 211 sedimenten bedekt, die soms op hun beurt geplooid werden. In sommige gevallen waren die vlakten de hierboven genoemde sohiervlakten', in andere gevallen echter ontstonden zij door de werking van de zee en waren het abrasie-vlakten (zie hoofdstuk X). IONTWATERING VAN GEPLOOIDE GEBIEDEN Bijzonder belangwekkend is de loop van rivieren in geklooide gebieden. Beschouwen wij een gebied, dat een Soortgelijken bouw bezit als het in fig. 13 voorgestelde: Fig. 138. Structuurkaart van een gedeelte van het Juragebergte. Afstand van de hoogtelijnen 100 M. (Naar de La Noë, uit Emm. de Martonne) 212 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE het gegolfde oppervlak zal in den beginne steeds doorj synclinale dalen ontwaterd worden. Langs de hellingen derj plooiruggen zal door zijrivieren het water naar deze hoofd^ dalen stroomen. De afwatering volgt dus aanvankelijk den natuurlijken weg en geschied door consequente- of stamrivieren. Het stroomnet van het Juragebergte is in hoofde trekken consequent, wat volgt uit een beschouwing van hel kaartje naar de la Noë (fig. 138), waarin het tegenwoordig! afwateringsnet geprojecteerd is op een structuurkaart van de oppervlakte van het Portlandien [42231]. Dalen, dia dwars door de ketens heen loopen, volgen hier dikwijls de laagste gedeelten, de depressies der plooiruggen, oorspronkelijk de eenige weg dien het water van een synclinaalbekken kon volgen om uit het geplooide gebied te stroomen. Men behoeft zich niet te verwonderen, dat de projectie del tegenwoordige stroomen niet nauwkeurig overal de laagste Fig. 139. Afwateringssysteem van het Juragebergte. (Naar W. M. Davis) IX HET ZOETE WATER 213 (gedeelten van de structuurkaart volgt, want het geplooide Bppervlak, waarin deze rivieren ontstonden, lag veel hooger en behoeft niet strikt evenwijdig geloopen te hebben met het in kaart gebrachte Portlandien-oppervlak. De rivier, die langs Court en Aloutier naar het. Noorden stroomt, de Birs, snijdt o. a. de Graitery-anticlinale in een dwarsdal, hier close genoemd (fig. 138 en 139). De verklaring der „cluses" in het Juragebergte en der dwarsdalen elders heeft de geologen heel wat hoofdbrekens gekost; wij komen hierop aanstonds terug. Indien een gebied in hoofdzaak door dwarsdalen ontwaterd wordt, spreekt men van een inconsequent riviernet. [Hiermede gaat soms gepaard een omkeeririg van het reliëf, waarbij een oppervlakte ontstaat, die invers is ten opzichte [van den inwendigen bouw. De anticlinalen zijn dan niet [meer de hoogste gedeelte, doch de plooidalen. Dit geschiedt soms, wanneer hardere en zachtere lagen elkaar afwisselen, leen hardere laag aan de oppervlakte ligt en de van de [plooiruggen stroomende zijrivieren zich door terugsnijdende •erosie spoediger ingraven dan de hoofdstroomen. Deze ^snellere erosie der zijrivieren is verklaarbaar door het feit Idat het verval daar veel grooter is dan in de hoofdstroomladers, die in de plooidalen loopen. Wanneer dan de zachtere lagen onder de harde korst aangevreten zijn, heeft de erosie gemakkelijk spel en beginnen zich kleine anticlinaalIdalen te ontwikkelen. Het verdere verloop van deze erosiewijze kan in fig. 140 gevolgd worden. Ten slotte stroomen dan de rivieren, die oorspronkelijk over de hellingen der Iplooiruggen naar de plooidalen afwaterden in omgekeerde ■iöhting: haar verval loopt dan niet meer in de richting van Ide helling der lagen, maar juist tegenovergesteld, wat men obsequent noemt. Bij beide stroomnet-ontwikkelingen, het consequente en ■inconsequente, worden hardere lagen door de erosie blootgelegd. Dit geschiedt trouwens niet slechts in een geplooid complex, maar ook in een eenzijdig opgeheven gebied, waarfin dus alle lagen naar. één zijde hellen (monoclinale bouw). 214 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 140. Omkeering van het reliëf. (Naar Emm. de Martonnej. IX HET ZOETE WATER 215 In het Juragebergte komen overlangsche dalen voor, welke In weekere lagen ingegraven zijn aan de vleugels van anticlinalen en daar „combes" genoemd worden. Het water ■roomt in dit geval langs den dagzoom van hardere lagen en deze soort van rivieren wordt in de geomorfologie met \subsequent aangeduid (riggelrivieren). Waar, zooals dat in peen plooibundel eigenlijk steeds het geval is, de plooiassen Geologie 15 216 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE stijgen en dalen, zullen de dagzoomen der hardere lagen (bijv. van laag 8 in fig. 13) in een min of meer vereffend gebied niet evenwijdig verloopen, maar zij zullen twee aan twee elkander naderen, om samen in horizontale projectie een scherpen hoek te vormen, (fig. 141). De riggelrivieren stroomen dan tusschen de dagzoomen der harde lagen. Een dergelijke topografie vindt men in het noordelijk deel der Appalachen 15) met dien verstande, dat daar de zijdalen veelal subsequente rivieren zijn, die het water naar de groote dwarsdalen: Susquehanna en Potomac, brengen. Deze dwarsdalen zijn ten deele ontstaan uit de samenvloeiing van obsequente rivieren, ten deele zijn het antecedente stroomen, waarvan de beteekenis ons aanstonds duidelijk zal worden. Meer naar S W. toe is in de Appalachen een typische inverse structuur ontwikkeld, zoodat de ontwatering van dit oude gebergte een mooi voorbeeld van een inconsequent riviernet is. EPIGNESE. Zooals reeds hierboven vermeld werd, zijn dwarsdalen niet gemakkelijk te , verklaren; het schijnt vreemd dat een rivier dwars door eenige plooiruggen loopt en daarin diepe kloven vormt. De volgende hypothese lost dit vraagstuk zeer eenvoudig op. Nemen wij aan, dat een geplooid gebied (A in fig, 142) vereffend is, en dat op deze vlakte nieuwe sedimenten (B) afgezet worden, dan zal later bij algemeene opheffing van dit gebied zich een nieuw afwateringsnet vormen, dat consequent is ten opzichte van het nieuwe landoppervlak. Wanneer dan, bij voldoend lage erosiebasis, de nieuwe afzettingen in diepe canons doorgezaagd zijn, zal het water den zelfgekozen weg moeten volgen, ook wanneer het op de oude onderstructuur aangekomen is (fig. 142.—2—). Het vroeger geplooide en da-arna vereffende gebied zal dan door de nieuwe rivieren insnijdingen verkrijgen, die geheel inconsequent ten opzichte van zijn bouw kunnen verloopen, bijv. dwars door vroegere plooiruggen en plooidalen. Maar eerst wanneer de erosie zooveel materiaal weggevoerd heeft, dat de nieuwe IX HET ZOETE WATER 217 Fig. 142. Epigenese. 218 gedaanteveranderingen onzer aarde sedimenten geheel verdwenen zijn, zullen deze rivieren ons» raadselachtig voorkomen (fig. 142.—3—). De Amerikanen] noemen het hier beschreven verschijnsel superimposition, Richthoven gaf daaraan den naam epigenese en Molengraaff spreekt van geërfde rivieren. ANTECEDENTIE. Een andere hypothese tracht even-j eens de dwarsdalen begrijpelijk te maken. Zij gaat uit varfl het standpunt, dat de erosie niet begon te werken op eem kant en klaar geplooid oppervlak, doch van het begin der] plooivorming af, op een eerst weinig gegolfd oppervlak. Fig. 143. De kronkels der Maas in de Ardennen. (Uit Emm. de Martonne) Zoo zouden dan krachtige stroomen, die van het vaste land achter een gebied van nieuwe bergvorming kwamen] het jonge gebergte gedurende zijn vorming doorzagen en zouden antecedente rivieren dwars door een geplooid ge-j bied kunnen loopen. Beide hypothesen zijn vroeger wel wat al te eenzijdig toen IX HET ZOETE WATER 219 gepast, en onderzoekingen als die van Davis van het [stroomnet in de Appalachen in Pennsylvanië hebben belwezen, dat niet alle deelen van een groot dwarsdal op één wijze verklaard kunnen worden, maar dat zijn onderdeelen eigen ontstaanswijzen kunnen hebben. Het ontstaan van meanders in de eigen rolsteenafzettin[gen werd in dit hoofdstuk reeds besproken, maar daarmede zijn niet verklaard de diep in vaste rots kronkelende rivieren zooals de Moezel en de Maas, waar zij door de Ardennen breken (fig. 143). Vroeger bestond hier een schiervlakte, waarop de rivieren traag stroomden en serpentines vormden. Gedurende de opheffing dezer schiervlakte sneden de rivieren zich in het fvaste gesteente in en behielden den kronkelenden loop, die daardoor min of meer gefixeerd werd. Bij deze insnijding gingen de rivieren door met het ondergraven van de concave oevers der kronkels en met het afzetten van alluvium :aan de convexe oevers, zij het ook in een veel langzamer |tempo. Maas en Moezel zouden dus volgens deze afleiding [antecedente-rivieren zijn. [het GRONDWATER Wat van den neerslag niet verdampt en niet bovengronds jafvloeit, dringt in den bodem. In de eerste plaats hangt het Ipercentage van den neerslag, dat in den bodem zakt, van [den aard van het gesteente af. Op twee wijzen kan water |in den grond worden opgenomen. Of de gesteenten zijn Ipofeus, d. w. z. tusschen de samenstellende vaste bestand- deelen zijn openingen, poriën aanwezig, wat bij zand, grint ten sommige zandsteenen en conglomeraten het geval is, öf : het gesteente is gemakkelijk oplosbaar. Is dit het geval, dan Kal het water beginnen met langs de in elk gesteente aanwezige barstjes binnen te dringen en door zijn oplossende fwerking de spleten verbreeden. Ddt vindt vooral in kalk- steengebieden plaats, maar ook in dolomiet, gips en zout. f Andere gesteenten daarentegen zijn zoo goed als ondoor- 220 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE dringbaar voor water. Wij denken hierbij niet aan de schijnbaar onoplosbare rotsen uit graniet en gneis bestaande, want ook hierin komen barstjes voor, waarin het water kan binnendringen, en op den duur verweeren ook deze gesteenten. Vrijwel ondoordringbaar voor water zijn echter kleigesteenten, die bij opname van water opzwellen en zich zoodoende automatisch ondoordringbaar maken. Water, dat in de aardkorst dringt, wordt door de zwaartekracht omlaag getrokken, maar door allerlei oorzaken van den verticalen weg afgeleid, om zich als ondergrondsche stroom voort te bewegen en ten slotte ergens aan de aardoppervlakte in den vorm van een bron weer te voorschijn te komen. Hoe diep water in de lithosfeer zakken kan, is natuurlijk niet met zekerheid aan te geven, maar in elk geval stelt de met de diepte toenemende temperatuur ergens een grens. Op 12 KM. diepte wordt de temperatuur van de steenschaal op ± 365° geschat; dat is de kritische temperatuur voor water en dieper kan dus water als vloeistof niet voorkomen. Wij moeten ons voorstellen, dat de opvulling van de diep gelegen ruimten in de steenschaal met grondwater al lang plaats gevonden! heeft era dat het water, dat tegenwoordig door den bodem opgenomen wordt, ergens als bron te voorschijn treedt, of zich door middel van een groridwaterstroom onder het zeeniveau met het zeewater vermengt. GRONDWATER IN LOSSE GRUISBODEMS Uit een algemeen geologisch oogpunt beschouwd, is het grondwater in vlakke gebieden met lossen gruisbodem, zdoals in ons land, weinig belangrijk; maar des te interessanter is het van uit een praktisch standpunt, omdat het dikwijls het eenige goede drinkwater oplevert. De stand van het grondwater is af te lezen uit de hoogte van den waterspiegel in putten. Indien in twee naburige putten, die op hetzelfde grondwater staan, op hetzelfde tijdstip een verschillend hooge waterspiegel waargenomen wordt, moet er een verval in het grondwater zijn. IX HET ZOETE WATER 221 Uit de hoogten der waterspiegels van talrijke putten kan een hoogtekaart van den grondwaterspiegel geconstrueerd worden en hieruit de stroomrichting van het grondwater in den bodem bepaald worden. Daar door capillaire werkingen de bodem boven dit wateroppervlak ook nog vochtig is, heeft men om verwarring te voorkomen het behandelde oppervlak phreatisch oppervlak genoemd. Dat stroomen van het grondwater door de gruisgesteenten, bijv. zand, moet men zich vooral niet heftig voorstellen. Theoretisch hangt de stroomsnelheid o. a. van het verval van den grondwaterspiegel af. Even belangrijk is echter de doorlaatbaarheid van den bodem. Het poriënvolume verandert echter zoo dikwijls en daarmede de weerstand dien het water ondervindt, er komen zoo vaak slecht of in het geheel niet doorlaatbare lenzen in den overigens poreusen bodem voor, dat slechts proeven ons over de snelheid van een grondwaterstroom praktisch bruikbare getallen kunnen leveren. In de buurt van Stralsund vond Thiem, dat in fijn zand het grondwater bij een verval van 2 cM. op 1 M. zich in 24 uren van 3,5 tot 4 M. in horizontale richting verplaatste, en daarbij moet men in het oog houden, dat 2 % een sterk verval voor een grondwaterstroom is! In grint, dat grootere poriën heeft, is de stroomsnelheid grooter. Alb. Heim vond in breede, met grint en rolsteenen gevulde dalen een snelheid van het grondwater bij 7°/oo verval van 8 M. in de 24 uur. Oude, door een rivier verlaten dalen, die nu met grint opgevuld zijn, leveren soms prachtige grondwaterstroomen op, welke zeer geschikt zijn voor drinkwatervoorziening. Grondwater ondergaat in fijne gruisgesteenten een natuurlijke filtratie en is dan bij uitstek geschikt voor drinkwater. Bij ons wordt in de buurt van de Noordzeekust veelal duinwater daarvoor gebruikt, dat door het fijne zand goed gefiltreerd is. Een eigenaardigheid van het grondwater in de duinen is, dat de spiegel daarvan niet vlak ligt, maar eenigszins het topografische reliëf volgt. Dit is volgens Eug. Dubois niet zóó te verstaan, dat onder 222 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE een hoog duin het water hooger staat dan onder een duinpan, maar dat de grondwaterstand1 met de gemiddelde hoogte van het terrein klimt en daalt. Het verval van het grondwater in onze duinen is dan ook zeer gering, en in verband daarmede is ook de horizontale verplaatsing langzaam. Eug. Dubois meent, dat deze slechts 20-60 M. per jaar bedraagt. GRONDWATER IN KALKSTEEN Op geheel andere wijze beweegt zich het grondwater in oplosbaar gesteente. Er ontstaat in kalksteengebieden een geheel bijzondere hydrografie, die naar het groote kalkgebied, de Kar s t, aan den N E. oever van de Adriatische zee, karsthydrografie genoemd wordt. (Fig. 144). Zoowel de Fig. 144. Karsthydrografie. a = intermitteerende bron. b = doliene. C1-C-C3 = onderdaardsche onthoofding, d = druipsteengrot. IX HET ZOETE WATER 223 oppervlakte als het grondwatersysteem van karstgebieden vertoonen eigenaardigheden, die alle in oplossingsverschijn[selen haar gereede verklaring vinden. Daartoe behooren aan de oppervlakte de reeds in hoofdstuk VII besproken karren ;en voorts in de eerste plaats eigenaardige, trechtervormige gaten, die gretig regenwater opslokken en dolienen heeten. Dolienen ontstaan door instortingen, welke zelf het gevolg [zijn van onderaardsche oplossing van de kalkrots. Door oplossing worden spleten spoedig breeder en ontstaan de meest onregelmatige wateraders in kalkrots; en omdat het water in diepe spleten onder een grooten hydrostatischen druk staat, kan het zich soms ook naar boven een weg banen. Waar, door de een of andere oorzaak, de kalksteen gemakkelijker aangetast wordt, ontstaan buizen, holten en grotten. Het water stroomt hier soms met groote snelheid i. doorheen en niet volgens het algemeene verval van de kalk; laag. Daarom bestaat hier dan ook niet een samenhangende | grondwaterspiegel zooals in poreusen bodem. Rivieren | stroomen hier veelal onderaardsch en treden als groote bronnen in de diepere dalen uit de rotswanden te voor| schijn. Hier kunnen onderaardsche stroomen soms over een ! gedeelte van hun weg lager stroomen dan de erosiebasis van de rivier; het water volgt dan de wet der communiceerende vaten. Door het grillige verloop der holten zijn hier de I intermitteerende bronnen mogelijk, die wij in elk natuurkundeboek beschreven vinden. Behalve de afbrekende werking die hier overheerscht, vertoont zich ook wel een opbouwende werking. Door fijne [ spleetjes druppelt van het dak van holen water neer met veel koolzure kalk in oplossing. Door verdamping, en ontwijken van koolzuur uit dit water, scheidt zich de koolzure kalk als druipsteen af. Het eene laagje wordt over het andere afgezet en aldus ontstaan de mooie, op ijskegels geI lijkende stalactieten, kegelvormige, conoenitrisch gelaagde calcietpijpen met een fijne 'buisvormige centrale holte. Vlak | daaronder valt de druppel neer en de daarin nog aanwezige koolzure kalk zet zich op den bodem af. In den beginne 224 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ontstaat daardoor een plompe calciet-bult, die later tot een fraaie stalagmiet opgroeit en zich tenslotte met de stalactiet vereenigt. Naast elkaar hangende stalactieten vergroeien tot gordijnen en pilaren van de meest grillige vormen. Bij ons zijn de grotten van H a n-s u r-L e s s e, waardoor de Lesse, een zijrivier van de Maas, stroomt, bekend om haar groote zalen met prachtige druipsteengroepen. De lengte der galerijen en holen bedraagt hier 5 KM. De Adelsberger grotten zijn samen 10,6 KM. lang, het Höll-Loch in Zwitserland 9 KM., terwijl in de Mammout h-C a v e in Kentucky zelfs 48 KM. lange, natuurlijke galerijen ontsloten zijn. Wij leerden reeds de stroom-onthoofdingen aan de oppervlakte kennen; maar in de karsthydrografie vinden soms onderaardsche onthoofdingen plaats. Zoo verdwijnt een gedeelte van het water van de Donau bij Immendingen in den bodem en komt 11 KM. van dat punt als bron van de Aach, die in het meer van Konstanz vloeit, weer te voorschijn. ARTESISCH WATER (drukwater) Water, dat onder hoogen druk staat, wordt artesisch water genoemd, naar het landschap A r t o i s in Frankrijk, waar zulk water veelvuldig aangeboord is. In het algemeen stroomt artesisch water in een poreuse gesteentelaag — hetzij een gruis- of een oplosbaar gesteente —, die tusschen twee voor water ondoordringbare aardlagen ligt. Is zulk een pakket van lagen tot een trog- of kom-vorm gedisloceerd, dan staat het water beneden in deze inzinking onder druk, en een boring of een natuurlijke opening kan een spuitende bron te voorschijn roepen. (Fig. 145). De dagzoom van de poreuse laag is dan het verzamelgebied van het artesisch water; de laag zelf het gebied van den grondwaterstroom en de spuitende bronnen vormen het afvoergebied van zulk een artesisch systeem. De druk van dit water hangt af van het hoogteverschil tusschen den grondwaterspiegel in het verzamelgebied en de IX HET ZOETE WATER 225 hoogte van den mond van de bron, en voorts van het drukverlies door wrijving. Ook hier geldt de wet der communiceerende vaten en daar het soms voorkomt, dat door .plooiing de waterhoudende laag zeer diep onder de oppervlakte verloopt, waar de temperatuur hoog is, (zie hoofdstuk XI) komt het water dan als warme bron te voorschijn. In alle gevallen waarin de temperatuur van het water hooger is dan de temperatuur van de rots waaruit de bron te voorschijn komt, spreekt men van thermen. Niet elke warme bron levert dus thermaal water; zoo waren de bronnen die gedurende den bouw van den Simplontunnel aangeboord werden, wèl zeer warm, (49° C) maar geen thermen, aangezien het gesteente daar diezelfde temperatuur bezat. Fig. 145. Artesisch water in een depressie van een plooidal. v = verzamelgebied, gw = watervoerende laag. h = theoretisch maximale spuithoogte van een aangeboorde bron boven de oppervlakte. Waar water uit een gesteente vloeit, opborrelt of spuit, 226 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE spreekt men in het algemeen van een bron. Eenige gevallen van bronvorming leerden wij zooeven kennen bij de bespreking der karsthydrografie en van het artesisch water. Soms geeft een breukvlak, waarlangs drukwater zich een uitweg naar boven baant, aanleiding tot het te voorschijn komen van bronwater, terwijl dikwijls reeksen van bronnen optreden, waar door een dal een watervoerende laag aangesneden wordt. Fig. 146 Met calciet opgevulde spleten in kalksteen. (Geol. Miner. Verzameling T. H. Delft.) Tot de belangrijkste werkingen van het ondergrondsch circuleerende water behooren de tallooze scheikundige omzettingen en afzettingen, die daardoor plaats vinden. In spleten worden dikwijls mineralen afgezet. Schier in elke rots vindt men met kwarts of met calciet opgevulde spleten: secretie-gangen, waardoor zij duidelijk zichtbaar zijn. In fig. 146 is een stuk grijze kalksteen afgebeeld. Eerst werd de spleet 1 gevormd, daarna de breuk 2, waarbij het deel A ten opzichte van het deel B in de richting van den pijl verschoven werd. Later werden de spleten met koolzure kalk IX HET ZOETE WATER 227 opgevuld en de reeks van verschijnselen als het ware gefixeerd. De zeer groote praktische beteekenis van gangopvullinfeen die uit oplossingen afgezet zijn, wordt duidelijk, wanneer wij bedenken, dat sommige kwartsgangen goudhoudend zijn (goudriffen) en dat tal van nuttige delfstoffen bis scheikundige neerslagen in spleten aangetroffen worden. Uit de bijna eindelooze reeks van geologische verschijnselen, welke met het zoete water samen hangen, kon slechts hier en daar een greep gedaan worden. Mechanische en kcheikundige invloeden werken hier samen om ons een reeks van de meest eenvoudige tot de meest ingewikkelde geologische problemen voor te leggen, f Zooals het water in de levende natuur onontbeerlijk is, zoo is het ook een der allerbelangrijkste krachten in de „doode" (?) natuur. Juist de werkingen van het zoete water zijn geschikt, om [den leek de oogen te openen voor eene geologische beschouwing van de natuur. Menschen die den drang in zich voelen [naar het hoe? en waarom? zullen bij elke wandeling in de [bergen vragen zien oprijzen, die samenhangen met de in [dit hoofdstuk besproken verschijnselen. Vragen wij ons eindelijk af, of er bewijzen zijn van vroegere werkingen van zoetwater in sedert toegedekte aardlagen, dan moeten wij nagaan, welke der hier besproken [verschijnselen uitsluitend door scheikundige of mechanische erosie en afzetting door het zoete water te voorschijn geroepen worden. De kegeldoorsneden der botsfiguren pleiten oogenschijnlijk voor wild stroomend water, maar zij worden evengoed [in taaie, homogene gesteenten aan rotskusten gevormd, t Fossiele kolkgaten werden o. a. door Molengraaff in Transvaal gevonden en daarin lagen nog prachtige kogelvormig afgeronde maalsteenen. Alleen de oorspronkelijke 228 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE oppervlakte van den bodem, waarin een fossiel kolkgat gevonden wordt, kan echter het bewijs leveren, of dit door een rivier dan wel door een gletscherbeek gevormd werd. Fig. 133, de kris-kras-gelaagdheid in grint- en zand-afzettingen vertoonende, bewijst sedimentatie door wild stroomend water; en andere eveneens in de buurt van 's-Heeren-| berg voorkomende verschijnselen bewijzen voorts, dat dit water van een afsmeltende gletscher afkomstig was. Daar hebben wij dus met een fluvio-glaciale afzetting te doen. Deltavormingen worden dikwijls in oude conglomeraten] gevonden en bewijzen dus de aanwezigheid van een vroeger] meer, waar een rivier in uitstroomde. Wij zouden nog talrijke bewijzen voor oude vormingen door „het zoete water" kunnen aanvoeren, maar het zijn, met uitzondering van de schiervlakte, die in uitgestrektheid wedijvert met de nagelaten getuigen van de werkingen,] welke wij in het volgende hoofdstuk zullen leeren kennen, bijna steeds locaal optredende en betrekkelijk kleine ver-] schijnselen. X. DE ZEE De zee is het belangrijkste milieu voor de vorming van land. DE KUST UtWtL ae Denanaenng van ue peweginge», mo in het zeewater optreden, thuis behoort in een werkje over oceanografie, moeten zij hier even aangestipt worden. Van belang voor de geologie zijn zeestroomingen, golven, getijstroomen als gevolg van eb en vloed, en vloedgolven. F Den invloed van zeestroomingen op het leven in de zee boemden wij reeds in hoofdstuk V. Vloedgolven treden na Lardbevingen en vulkanische uitbarstingen (vooral onder- zeesche) op en richten soms groote verwoestingen aan ■Krakatau). De golfslag is een belangrijk afbrekend agens, vooral aan steile kusten. Th. Stevenson heeft met behulp van pyttamometers de kracht van den golfslag in horizontalen zin op verticale rotswanden in Schotland gemeten. In den zomer bedraagt deze daar gemiddeld 3000 KG. per M2., in den winter gemiddeld 10.000 KG/M2, terwijl bij sterken fetorm een druk van 30.500 KG/M2 gemeten werd. Het behoeft ons dan ook niet te verwonderen dat door Iden golfslag groote rotsblokken van 1000 ton opgelicht Kunnen worden. En om zich van de kracht van den golfslag ■Benige voorstelling te maken, ga men eens bij kalm weer de liavenhoofden van IJmuiden opwandelen en zien, hoe de [golven met de groote, door kettingen aan elkaar verbonden, Betonblokken aan de buitenzijde der hoofden hebben ■gesold. ;|;-I55. d } 245) Geologie 16 232 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Dat is dus een direct gevolg van de kracht van het in beweging zijnde water. Maar de vernielende kracht (ablatie) wordt nog versterkt, doordat het water aan een rotskust spoedig stukken uit den rotswand rukt en hiermede bevracht op de rotsen beukt» Daarbij worden de aanvankelijk hoekige rotsblokken langzamerhand afgerond en verkrijgen in daarvoor gunstige gesteenten de ons reeds bekende botsfiguren. Niet slechts het grove materiaal werkt afslijpend, maar ook het fijne, tot de fijnste zandkorrels toe. Naast de mechanische erosie vindt ook een scheikundige werking plaats, doordat het zoute zeewater in het bijzonder eene oplossende werking uitoefent; het grijpt sommige verbindingen intensiever aan dan zoet water, wat men o. a. aan de rails op onze havenhoofden, die korstvormig afbladeren, kan zien. De werking van den golfslag is geheel verschillend al naarmate de kust rotsachtig en steil is, dan. wel uit lossen gruisgrond (grint, zand, klei enz.) bestaat en vlak is. In het algemeen gesproken, -wordt het eerste kusttype door de zee vernield, het tweede opgebouwd. Onder kust verstaat men een strook grond tusschen de hoog- en laagwater-lijn, lijnen die geenszins een vaste ligging hebben, maar zich bij oeverafslag landwaarts bewegen en bij deltavormingen zich zeewaarts verplaatsen. Het belangrijkste geologische verschijnsel aan een rotskust is de vorming van een kustplatform (fig. 147) tusschen de gemiddelde niveaux van hoog- en laagwater. Dit platvorm, dat bij laagwater gewoonlijk droog ligt, ontstaat door den golfslag. Het uit de rotskust losgewerkte materiaal blijft er gedeeltelijk, in den vorm van dikke rolsteenen op liggen, maar het fijnere gruis wordt zeewaarts weggevoerd en vormt daar een onderzeesche puinglooiing. De oppervlakte van dit onderzeesche kustplatform is nagenoeg horizontaal, maar helt toch iets naar de zee af en is verder verschillend al naar mate den bouw van het land, dat door de marine erosie (= abrasie) bewerkt wordt. Hardere lagen zullen er uitstekende riggels op vormen. X DE ZEE 233 Indien het land ten opzichte van de zee dezelfde hoogte behoudt, dus niet stijgt of daalt, zal de golfslag zijn afbrokkelende werking niet onbeperkt ver landwaarts kunnen uitstrekken, want de kracht van de golven wordt op het flauw stijgende kustplatform langzamerhand gebroken. Fig. !1(47. Een kustplatform door marine erosie gevormd. Daalt echter het land, dan kan het kustplatform zeer breed worden en wordt dan abrasievlak of brandingsvlakte genoemd. Er kan dan ten slotte een vorming ontstaan, die veel op een schiervlakte gelijkt. Vroeger, toen het begrip schiervlakte nog niet in de geologie doorgedrongen was, werd de vereffening van geplooide gebieden uitsluitend aan de abrasie toegeschreven; maar in den laatsten tijd is komen vast te staan, dat, wat vroeger een abrasievlak genoemd werd, veelal als een schiervlakte beschouwd moet worden. Door een daling van beide erosievlakken tot diep onder den zeespiegel, zal daarop een nieuw pakket lagen kunnen worden afgezet, dat in het algemeen niet evenwijdig zal 234 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE liggen met de lagen in het vereffende gebied. De oude en nieuwe laagcomplexen zullen een hoek vormen; er zal discordantie ontstaan. Wanneer het land ten opzichte van de zee daalt, is de zee over dat land voortgeschreden, getransgredeerd. In dat geval hebben wij dus te doen met een discordantie door marine transgressie ontstaan. Wordt dit gebied later weer opgeheven en komt het ten slotte weer boven den zeespiegel, dan heeft de zee zich ten opzichte van het land teruggetrokken, wat men marine regressie noemt. Na deze regressie is dus de vereffende ondergrond met de, in het algemeen discordant daarop afgezette sedimenten, weer boven water gekomen, en het is nu de vraag, of die min of meer vlakke oude ondergrond oorspronkelijk een schiervlakte of een abrasievlak was. Indien het eerste discordante laagpakket met een conglomeraat begint, — wat men dan een basis- of basaal-conglomeraat noemt, — dan is volgens Molengraaff de waarschijnlijkheid groot, dat men met een abrasievlak en niet met een schiervlak te doen heeft. Het ontstaan van zulk een basaalconglomeraat werd hjerboven bij de bespreking van het kustplatform vermeld. (Fig. 148). Fig. 148. . Marine transgressie beginnend met een basaalconglomeraat, discordantie. (Naar E. Haug). De groote geologische beteekenis van de daling van een rotskust en de vorming van een breeden onderzeeschen sokkel van het vaste land is dus wel duidelijk. Maar men X DE ZEE 235 kal zich afvragen, of een daling van het land ten opzichte wan den zeespiegel ook door andere feiten bevestigd wordt. Tot de mooiste bewijzen daarvoor behooren de verdronken halen. Van het Congo-dal .in West-Afrika is bijv. een onderzeesche voortzetting tot dieper dan 2000 M. onder den zeefspiegel bekend. (Fig. 149). Fig. 149. I Onderzeesche voortzetting (verdronken dal) van den Congo. (naar G. Schott.) I Dat dal zet zich voort over de geheele shelf (continentale \plat) tot in de diepzee, en het plat is dus in dit geval een verdronken vereffend landoppervlak. Volgens sommige [geologen heeft de shelf haar ontstaan te danken aan abrasie en is zij dus een recent abrasievlak. I Bewegingen, waarbij het land ten opzichte van den fceespiegel daalt, worden positief genoemd en een-zich-land■vaarts-verplaatsen van de kust: positieve tfrandverschui\>ing. Negatieve bewegingen bestaan in een opheffing van pet land ten opzichte van den zeespiegel en negatieve mtrandverschuivingen zijn zeewaartsche verplaatsingen van de kust. I Ook van opheffingen van het land heeft men bewijzen. De [overtuigendste zijn wel de kustterrassen, die niets anders Ikunnen zijn dan, na hunne vorming vrij plotseling opgeheven, rotsplatformen. Déze opheffingen moeten zóó snel ■plaats gevonden hebben, dat een reeds gevormd kustplat- 236 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE form niet door den golfslag even vlug dieper gelegd kon worden als het land rees. (fig. 150). Voor onze koloniën is een ander opheffingskenteeken belangrijk. Daar worden soms hoog boven den tegenwoordigen zeespiegel koraalriffen gevonden, die in de tegenwoordige geologische] periode [523] gevormd zijn of pleistoceenen ouderdom [522] bezitten en natuurlijk dicht onder het zeeniveau ontstonden. Daar men ze nu, bijv. op Timor, op bijna 1300 M. boven den zeespiegel vindt, moet men daarvoor een op-j heffing van ± 1300 M. aannemen. Ook boorgaten van] schelpen, die boven de hoogwaterlijn liggen, bewijzen een] opheffing van het land. Fig. 150. Een opgeheven kust-platform. Bij Port Harford Californië (Opname U. S. Geological Survey) De moderne geomorfologie beschouwt de kustvormen vooral naar de faktoren opheffing en daling van het land, x de zee 237 en voorts ten opzichte van ablatie en aanspoeling van ■ruisgesteenten (accumulatie). Om hier dien weg te volgen, zou te ver voeren, daar het ons slechts te doen is om de belangrijkste kustvormen te leeren kennen. f De abrasie-rotskusten hebben wij reeds besproken. Hierfcnder zullen in de eerste plaats de kusten met aangespoelde gruisgesteenten, aanwaskusten (accumulatiekusten) en ■aarna de riviermonden behandeld worden. Aanwaskusten i Met de windrichting wisselt ook de richting van den golfslag. Gewoonlijk zullen daarom de golven niet precies loodrecht op de kust loopen maar scheef, en dan ontstaat leen zijdelingsche verplaatsing van het losse gruis. (fig. 151) Fig. 151, Zijdelingsche verplaatsing van los materiaal door scheef oploopende golven. ï Bij deze zijwaartsche verplaatsing door scheef oploopenIde golven voegt zich in sommige gevallen een getijstrooming. Voor onze Noordzeekust is deze van belang, omdat zij door de trechtervormige vernauwing van het Kanaal bijzonder sterk is. f De strandhoofden op onze kust dienen dan ook in de ■erste plaats om een zijdelingsche verplaatsing van het 238 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE strandzand tegen te gaan, waardoor het strand op een zeker niveau gehouden en de duinvoet indirect beschermd wordt. De zijwaartsche verplaatsing van los materiaal is de oorzaak van de vorming van landtongen, die min of meer evenwijdig aan de kust verloopen en dikwijls van vooruitspringende punten van de kust af een aanvang nemen, (fig. 152). Deze landtongen bestaan soms uit grint maar gewoonlijk uit zand en worden, wanneer zij een strandmeer afscheiden, Schoorwal of „Nehrung" genoemd. Fig. 152. De vorming van schoorwallen en het groeien van een delta in een „haf". Op den schoorwal vormen zich dikwijls duinen. Vermoe-j delijk behoort de Hollandsch-Belgische duinenreeks tot een schoorwal, die tusschen de steunpunten Calais en denj diluvialen ondergrond van Texel (die uit grondmorainemateriaal bestaat) gevormd werd. Het strandmeer achter den schoorwal heet haf, wanneer hierin een rivier uitmond! en de schoorwal niet gesloten wordt. In ons land is de schoorwal door de talrijke armen van de Schelde-Maas- ■ Rijn-delta op verschillende punten doorbroken. Het ondieps X DE ZEE 239 fcaf werd ten deele door rivierafzettingen (deltavormmg), ten deele door turfvorming (sapropeliet, laagveen en hoogveen) gedempt. Stormen op onze kust joegen het water [door de delta-armen naar binnen en verwijdden de riviermonden trechtervormig. Maar ook elders moet de duinenreeks krachtig aangevallen zijn, en werd zij ten slotte in het Noorden herhaaldelijk doorbroken, zoodat daar een rij [van eilanden ontstond. Het is waarschijnlijk, dat de oorspronkelijke Nederlandsche schoorwal in een betrekkelijk rustige Noordzee gevormd is, met zwakke getijverschillen, en in een tijdperk, toen Engeland nog met het vaste land verbonden was. Na ■de vorming van het Pas-de-Calais deden de getijstroomen [zich veel sterker op onze kusten gevoelen en begon waarschijnlijk de reeks van groote duindoorbraken. Op ondiepe vlakke zeebodems, die uit los materiaal bejstaan, zooals onze wadden, werkt vooral de ebstroom [sterk erodeerend. Daarvan leggen de slenken en geulen getuigenis af. Bij het droogloopen van de wadden bij ebbe [worden de geulen door het wegstroomende zeewater uit[geschuurd. Het is immers duidelijk, dat de „slenken" en „gaten" bijv. ten Westen en Noorden van Friesland en [ Groningen voor het grootste gedeelte niets te maken heb[ben met afstroomend rivier- en kanaalwater (fig. 153). Texelstroom en Marsdiep, Eierlandsche gat, Vliestroom, f Amelandsche gat, Friesche gat, Lauwers, Schild en WesterlEems worden bij elke eb door het afvallende water uitgeIschuurd en buitengaats worden de meegesleurde vaste stofIfen als een soort van onderzeesche delta's die wij 'schilddelta's willen noemen, afgezet. (Zuider- en Noorderhaaks, IEierlandsche gronden; de schilddelta van den Vliestroom itusschen de gaten: Stortemelk, Noordwestgat en NoordI oostgat met de Noordergronden; het Bornrif en de „vlakte Ivan Ameland"; het „Rif" ten N.W. van Schiermonnikoog; de schilddelta van de Wester-Eems tusschen Huibertgat, IWester-Eems en Rifgat, met het Borkumer rif. ia) Duinvorming op schoorwallen is een veel ingewikkelder 240 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE verschijnsel dan in de woestijn. Vooral op kusten als de Nederlandsche, waar de zee door golfafslag, gepaard; gaande met een langzame daling van den bodem, voortdurend de door den wind opgeworpen heuvels aantast, is een analyse van het duinlandschap uiterst moeilijk. En deze zal steeds moeilijker worden, omdat kunstmatige strandverdediging en kunstmatige duinvorming aan de eene zijde Fig. 153. Diepte-kaart van een deel der wadden en der Noordzee. (1 vadem = 1.8 M. Het gedeelte dat 0-1H vadem diep is, loopt met laagwater droog) X DE ZEE 241 en zandafgravingen, o.a. voor de bloembollencultuur; aan de andere zijde, de trekken van het natuurlijke landschap hoe langer hoe meer uitwisschen. I Waar, zooals in ons land, met de genoemde natuurlijke ■actoren, nog gepaard gaat een sterk wisselende windrichting, zal men geen typische duinvormen, zooals die in de fcoestijn, kunnen vinden. Een der eigenaardigste verschijnselen in ons duinlandschap zijn de duinpannen en duinvalleien, die, in het groot beschouwd, evenwijdig aan de kustlijn verloopen. Eug. Dubois verklaart ze door aan te nemen, dat hier de wind het droge zand wegblies en nog wegblaast tot op iy2—2 M. boven den grondwaterspiegel, [dat wil zeggen tot op het door capillaire opzuiging van het grondwater nat gehouden zand, waarop de wind geen vat heeft. RIVIERMONDEN I Men onderscheidt twee uiterste vormen van riviermonden: delta en estuarium. Rivieren brengen steeds vaste stoffen in de zee en het zou daarom een normaal verschijnsel genoemd kunnen worden, d£t een rivier een delta [opbouwt. Hadden geen bewegingen van het land ten opzichte van den zeespiegel plaats, speelden niet ebbe en vloed aan sommige kusten een groote rol, dan zou ook elke Kvier door een delta in zee stroomen; de landvorming zou het winnen van de zee, de aangroeiing sterker zijn dan de ■rfslag. f Een typische delta, als die van den Nijl (fig. 154) bezit [een flauw kegelvormig oppervlak, wat uit het verloop der hoogtelijnen blijkt. Indien echter langs de riviermonden een sterke getij[ stroom gaat, zal het materiaal niet rustig kunnen bezinken, maar zich meer zijdelings verspreiden; en de typische delta zal dan waarschijnlijk niet ontstaan. I Daalt het land en daarmede de zeebodem plaatselijk op een zeker kustvak, waarin een rivier uitmondt, dan verwijdt 242 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE de, het land binnendringende zee dien mond en er ontstaat een trechtervormig estuarium, indien althans de daling van] het land vlugger geschiedt dan de ophooging door sedimentatie van rivierslik en rivierzand. Maar ergens moet dit door] de rivier meegevoerde materiaal toch bezinken. Vóór eenj estuarium ontstaan daarom buiten den riviermond zandban-j ken, met geulen er tusschen waar het water hoofdzakelijk' doorstroomt. Ook bij een estuarium wordt dus "een soort) van onderzeesche delta's gevormd, die meer op de boven-j genoemde schilddelta's dan op gewone delta's gelijken.! Fig. 154. Delta van de Nijl. (Naar Willcoks, uit E. Haug.) DE SEDIMENTATIE IN DE ZEE Over de bezinking van organogene bestanddeelen in de oceanen hebben wij in hoofdstuk V uitvoerig gesproken. X DE ZEE 243 UWaar ook de steenschaal draagt veel bij tot de vorming van afzettingsgesteenten. In de buurt van het vaste land wordt tot op 4000 a 5000 M. diepte zoogenaamd terrigeen slik op den bodem jder oceanen neergeslagen. Wanneer wij het wereldkaartje :No. 3 beschouwen, krijgen wij een voorstelling van de uitIgebreidheid van dit afzettingsgebied. De Noordzee, de Middellandsche zee, de Zuid-Chineesche-, Oost-Chineesche- en Japansche zee behooren bijvoorbeeld daartoe. Het is duidelijk, dat het terrigene slik afkomstig is van het gedeelte van de steenschaal, dat boven het water uitIsteekt. Op verschillende wijzen kan dit materiaal in de zee I terechtkomen: rivieren brengen het er in, de branding slaat i het van rotskusten los en eindelijk kan het door den wind aangevoerd zijn, hetzij als opgewaaid stof, vooral uit de ;woestijn, hetzij als vulkanische asch. Met deze, in hoofdzaak minerale bestanddeelen, bezinken [natuurlijk ook organogene overblijfselen, maar deze treden in de zone van het terrigene slik zeer sterk op den achtergrond, omdat zij percentsgewijs zulk een klein deel van de geheele afzetting uitmaken. Als type van terrigeen slik geldt de „blue mud" of het [blauwe slik, dat zijn, in verschen toestand donker grijsblauwe, kleur aan organische stoffen en aan fijn verdeeld [zwavelijzer dankt. De gemiddelde samenstelling van blauwe modder is 12,5 % CaC03, geheel afkomstig van organogene resten en 87,5% andere bestanddeelen, hoofdzakelijk mineraal-frag[ men ten. Als bijzondere variëteit van het blauwe slik moeten het \ groene slik en het groene zand genoemd worden, beide zeer rijk aan het mineraal giauconiet. Glauconiet is een [mineraal, dat niet met andere fragmenten in hët terrigene [slik gespoeld wordt, maar dat zich speciaal in dit slik en [slechts onder bijzondere omstandigheden in groote hoeveelheden vormt. Daar dit mineraal o.a. het element kalium bevat, kan het niet in zuiver organogene slikken, die geen 244 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE K bevatten, gevormd worden, maar wel in terrigene sedimenten, die o.a. door hun gehalte van K-houdende silikaten deze grondstof voor het glauconiet kunnen leveren. Noodig is verder, voor het ontstaan van glauconiet, een bijzondere wijze van ontleding der organogene bestanddeelen in het terrigene slik. In de nabijheid van de monden van groote rivieren ontstaat geen glauconiet, maar wel langs steile rotskusten, en gewoonlijk niet op grootere diepte dan 2000 M. Het tweede belangrijke, in hoofdzaak niet-organogene zee-sediment is het roode diepzeeslik. Dit bestaat hoofdzakelijk uit materiaal dat van de lithosfeer afkomstig is, niet in de eerste plaats van het zoogenaamde vaste land, maar van het gedeelte van de steenschaal, dat onder den zeespiegel ligt. Kalk komt er bijna niet in voor, 13-40% wordt door mineraalkorrels gevormd. Scheikundig is het een waterhoudend-aluminium-silikaat. Vulkanisch glas, o.a. puimsteen en asch, speelt een belangrijke rol onder de componenten. Ten deele is het afkomstig van onderzeesche (submarine) vulkanische erupties, ten deele uit gewone (subaërische) aschregens bij vulkaan-uitbarstingen (bijv. Krakatau). Een klein deel wordt door kiezelorganismen, o. a. sponsnaalden en radiolarièn gevormd. Soms treden in het roode diepzeeslik echter zooveel radiolariën op, dat men van radiolariënslik spreekt (zie hoofdstuk V). Het eigenaardige van- dit roode diepzee-slik is de uiterst langzame vorming.'Dat op groote diepte, ver van het „vaste land", een langzame sedimentatie plaats grijpt, ligt voor de hand, maar wij hebben er ook bewijzen voor. Opvallend zijn in het roode diepzeeslik insluitsels, die even goed in andere zee-afzettingen aangetroffen worden, maar daar onder de andere, zoo sterk in de meerderheid zijnde afzettingsproducten minder in het oog vallen. In het roode diepzeeslik vindt men bijv. korreltjes van steenmeteorieten, zoogenaamde chondrieten, die natuurlijk niet uitsluitend hierin bezinken, doch ook op andere plaatsen van de X DE ZEE 245 oceanen, in andere afzettingen, terecht komen. Maar slechts hier worden zij opgemerkt, omdat er verder zoo uiterst weinig neergeslagen wordt. Op dezelfde wijze verklaart men het opvallende verschijnsel der mangaanknollen: concreties van mangaan- en ijzer-oxyde, die zich ook weer niet uitsluitend in het roode diepzeeslik vormen, maar hiervan een opvallend bestanddeel uitmaken, omdat daarin verder zoo weinig voorkomt. Overzicht der tegenwoordige zeesedimenten. In hoofdstuk V leerden wij de belangrijkste zeesedimenten kennen, voor zoover zij van organogenen oorsprong zijn. Hier hebben wij nu de twee groote groepen van oceanische afzettingen kort besproken, waarin het biogene element sterk op den achtergrond treedt ten opzichte van de minerogene bestanddeelen. De belangrijkste ontstaansvoorwaarden (zeediepte, temperatuur en licht) en de samenstellende bestanddeelen (organogene en minerogene) der tegenwoordige zeesedimenten zijn in het schema van de marine facies (fig. 155) vereenigd. (Zie blz. 230-231). DE STEENWORDING DER SEDIMENTEN De meeste der behandelde zeesedimenten bestaan uit losse massa's, en ook andere afzettingsgesteenten, waarop in hoofdstuk II gewezen werd, zijn aanvankelijk, kort na de sedimentatie, wel „gesteenten" maar nog geen „harde steenen". En toch zijn de oude aardlagen voor een groot deel hard: in plaats van zand vinden wij dikwijls zandsteen, in plaats van grint een conglomeraat; wij vinden in den regel in oude aardlagen geen losse opeenhoopingen van foraminiferen maar in plaats daarvan compacten kalksteen, die vol met foraminiferen is. Er moet dus iets met de sedimenten gebeurd zijn na hun afzetting, en dat willen wij hier steenwording noemen. 246 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Verschillende veranderingen, die in sedimenten optreden nadat zij afgezet zijn, maar zonder dat daarop stoftoevoer van buiten of metamorfose werken, worden onder het begrip diagenese samengevat. Dat zijn werkingen, die slechts in den allerlaatsten tijd, sedert de moderne ontwikkeling der physische chemie, eenigszins begrepen worden. Tot de diagenetische verschijnselen rekent men de vorming van concreties in een reeds afgezet sediment. In sommige afzettingen, die hoofdzakelijk uit koolzure kalk bestaan, maar waarin ook kiezelzuur voorkomt, heeft dit laatste zich in den vorm van vuursteenknollen geconcentreerd. Dikwijls vindt men in het centrum van zulk een knol een uit kiezelzuur opgebouwd petrefact, bijv. een kiezelspons, maar in andere gevallen kunnen wij het aantrekkingscentrum van het kiezelzuur niet meer vinden. Eveneens op diagenetischen weg, ontstaan in het terrigene slik concreties van zwavelijzer in de markasiet-modificatie, en ook de reeds genoemde mangaanknollen behooren tot dit verschijnsel. Een ander, zeer belangrijk diagenetisch proces, is de verandering van koolzure kalk, Ca C03, in dolomiet, (Ca, Mg) C03. Dit vindt vooral plaats met rifkalken onder scheikundige inwerking van het zeewater, dus in een warm klimaat in de lithorale zone. Ook het omkristalliseeren van zekere stoffen wordt onder de diagnetische verschijnselen gerangschikt. De koolzure kalk, waaruit de meeste schalen van schelpdieren bestaan, is in den levenden toestand dezer dieren in de labiele modificatie aragoniet aanwezig, terwijl in kalksteen deze schalen in de stabiele modificatie calciet voorkomen. Eindelijk behoort in sommige gevallen het hard worden van sedimenten tot de diagenetische processen, wanneer: dit namelijk door eenvoudig opdrogen plaats vindt, dus. zonder toevoer van opgeloste stoffen van buiten. Maar de meeste afzettingsgesteenten worden op andere? wijze hard. Zand, grint en andere gruisgesteenten ondergaan het proces der steenwording veelal door scheikun- X DE ZEE 247 digen neerslag van een kitmassa, die uit oplossingen afkomstig is. Eigenaardig is, dat sommige gesteenten, hoe oud zij ook mogen zijn, nog nooit het steenwordingsproces hebben [doorgemaakt. In de Russische Oostzee provincies komt een [plastische blauwe klei voor, uit het Cambrische tijdperk ■ 31]. Gedurende de millioenen jaren, die sedert de afzetfting van deze klei verloopen zijn, is het gesteente dus in denzelfden toestand gebleven als bijv. onze rivierklei, die, [geologisch gesproken, gisteren afgezet is. Nu heeft in dat gedeelte van Rusland na de afzetting dier Cambrische klei ook nooit een gebergte-vormende beweging plaats [gevonden. f In de Alpen daarentegen, waar sterke orogenetische processen plaats grepen, zijn veel jongere kleisoorten uit de groepen [42] en [43] wel hard geworden en in leisoorten en schalies veranderd. Er moet daarom nog een [andere oorzaak voor steenwording bestaan: de samenwerking van 'sterke drukkrachten en tijd. Dat daarbij de Mynamo metamorfose een zekere rol moet spelen is duideHijk. Maar hieruit mag nu niet de conclusie getrokken [worden, dat plooiing van aardlagen slechts plaats kan [vinden, zoolang deze nog in den oorspronkelijken vochtigen [of lossen en daarom gemakkelijk beweegbaren toestand tverkeeren. Er zijn toch verschillende feiten bekend — [wij komen daarop in hoofdstuk XIII terug — die er op wijzen, dat harde aardlagen, die het steenwordingsproces reeds doorgemaakt hebben, naderhand nog plastisch geIdeformeerd werden. Uit de vergelijking der niet verharde [klei in de Russische Oostzee provincies en de in lei of schalie veranderde sedimenten in de Alpen, mogen wij j hoogstens dit concludeeren, dat het proces der steenwording in sommige gevallen slechts plaats vindt door sterken druk, terwijl, bij het aanwassen van dien druk, het reeds versteende sediment opnieuw plastisch gedeformeerd kan worden. i Tenslotte is het duidelijk, dat ook contact metamorfose Geologie 17 248 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE losse sedimenten kan verharden, door een natuurlijk bakproces, waarvan ieder het kunstmatig equivalent in onze baksteen- en klinker-ovens kent. Diagenese, aanéénkitting door scheikundigen neerslag uit oplossingen, dynamo- en contact metamorfose, zijn de belangrijkste factoren die het proces der steenwording bewerkstelligen. OUDE ZEESEDIMENTEN EN DE NOODZAKELIJKHEID VAN HET BEGRIP GEOSYNCLINALE Van de meeste behandelde recente zeesedimenten zijn analoga uit oude aardlagen bekend. Met eenige voorbeelden moeten wij hier volstaan. Men kent, om met de neritische falies te beginnen, zandsteenen, die vol met oesterschelpen zijn, die dus dicht bij de kust gevormd werden. Rifbouwende organismen uit lang vervlogen dagen lieten fossiele lithothamnium- en koraal-riffen na. Veel bodembewoners der neritische zone hebben skeletresten achtergelaten, die naderhand onder diagenetische processen in kristallijnen kalksteen overgingen, waarin echter de duidelijk herkenbare fossielen nu nog de levensvoorwaarden, waaronder zij tierden, aantoonen en ons in staat stellen hun palaeogeografische plaats in de zee vast te stellen. Zoo werd o. a. foraminiferen-kalk gevormd in gedeelten der neritische zone, waar zeestroomingen het bezinken van terrigeen materiaal beletten. Het hoofdgebied voor de afzetting van het terrigene slik is de bathyale zone (200 -1000 M.) De meeste der oude afzettingen, die wij kennen, dragen een bathyaal karakter, zoo bijvoorbeeld bijna alle lei- en mergelsoorten. De nu uitgestorven tribolieten leefden in dit slik in het Siluurtijdperk [32]. De eveneens uitgestorven dieren, die gedurende het mesozoïcum [4] zulk een belangrijke rol in de wereld der zeedieren speelden, de ammonieten, waren, volgens Haug, vooral bodembewoners der bathyale X DE ZEE 249 zone. Echter werden in deze zone niet uitsluitend kleiachtige gesteenten gevormd; op sommige plaatsen werden ook kalkgesteenten afgezet, waartoe volgens de onderzoekingen van Cayeux het bekende schrijfkrijt behoort, dat in het krijttijdperk [43] ontstond. Het voorkomen van fosfaatknollen en glauconietkorrels in dit schrijfkrijt bewijst, dat het geen echte diepzee afzetting is, maar dat het niet ver van de kust in de bathyale zone, moet zijn ontstaan. Een ander voorbeeld van bathyale kalksteen is de kalk van Hallstatt (Norisch [4132]), waarin gedeelten voorkomen, die bijna uitsluitend uit schelpen (hier een Halobia soort) bestaan. (Fig. 156). De echte abyssische diepzeefacies is het minst met Fig. 156. Voorbeeld van een bathyale kalksteen bestaande uit schelpen van Halobia halorica f1/* nat. grootte.) Bij Hallstatt, Oostenrijk. Ouderdom: Norien [4132] (Opn. H. Ragot, uit E. Haug.) 250 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE zekerheid in oude sedimenten herkend. Molengraaff] heeft er in 1900 op gewezen, dat op Borneo een uitgebreid] gebied voorkomt, dat door een oude diepzee-afzetting bedekt is. Daar vond hij kiezelzuurgesteenten (zoogenaamde hoornsteenen) die vol radiolarièn zijn, radiolarieten, die hij als analoga van radiolariensïik beschouwt. Maar er waren en er zijn nog veel geologen, die aan hefl echte diepzee-karakter der radiolarieten, die o.a. ook in de Alpen voorkomen, twijfelen. Evenmin als het voorkomen van radiolarièn op zich zelf een bewijs zou zijn voor het diepzee-karakter van een afzetting, is het voorkomen van mangaan-knollen dat. Beide treden in schier alle zee-sedimenten wel eens op. Maar het eigenaardige van het tegenwoordige radiolariënslik is, dat daarin de radiolarièn zulk een integreerend bestanddeel van het geheele sediment uitmaken en dat juist daarin de mangaanknollen zoozeer] opvallen. Deze eigenaardigheden nu vertoonen ook som-j mige gesteenten, (radiolarieten) die door Molengraaff van Timor meegebracht zijn en welke vol radiolarièn zijn met hier en daar opvallend veel mangaanconcreties; en in die mangaanconcreties zijn weer radiolarièn opgesloten. Het] is deze combinatie van feiten, die Molengraaff er toe bracht in zijn radiolarieten echte abyssische gesteenten tel zien. Ofschoon het hoofdzakelijk uit globigerinen opgebouwde] schrijfkrijt niet, zooals men oorspronkelijk meende, een abyssisch karakter draagt, zijn er toch wel andere gesteen-j ten bekend, die rijk zijn aan globigerinen en die men wèfl voor abyssische afzettingen houdt. Het is op zichzelf reeds opvallend, dat het grootste gedeelte der bekende afzettingsgesteenten een bathyaal karakter draagt. Want de bathyale diepten (200—1000 M.ï bestaan thans in hoofdzaak slechts in strooken langs dei randen van de gemiddeld veel diepere oceanen. Maar nog veel vreemder schijnt het, dat deze gesteenten, die volgens! X DE ZEE 251 hunne ontstaansvoorwaarden vooral tusschen 200 en 1000 M. diepte gevormd konden worden, tevens de dikst bekende laagpakketten met één bepaald facies karakter (bathyaal) wormen. Er zijn opéénvolgende reeksen van aardlagen bekend, die bijna uitsluitend deze zelfde facies vertoonen; reeksen, die duizenden meters dik zijn, terwijl oogen•schijnlijk een bathyale afzetting maximaal maar 1000 — E00 = 800 M. dik zou kunnen zijn. Tenminste als de Sedimentatie in een stabiel bekken plaats vond. Voor deze [schijnbare tegenstrijdigheid moest een oplossing gevonden worden, en wij hebben die aan James Hall 1859, James [d. Dana 1873 en E. Haug 1900 te danken. Het begrip feeosynclinale werd ingevoerd. Wanneer ergens een bathyale tafzetting gevormd wordt en de bezinking houdt lang aan, dan zal het bekken, waarin de sedimentatie plaats vindt, [ondieper worden. De bathyale sedimenten zullen langzamerhand moeten overgaan in neritische, deze in littorale len ten slotte zal bij volledige opvulling van het bekken de [sedimentatie automatisch ophouden. Dat is ook zeker dikwijls zoo gebeurd; men kent in oude aardlagen genoeg voorbeelden van een dergelijke opeenvolging en overganÈgen van facies. Maar op die wijze zullen nooit duizenden mieters bathyale sedimenten en nog veel minder duizenden [meters neritische afzettingen kunnen ontstaan. De leer der geosynclinalen zegt nu, dat dit slechts dén mogelijk is, [wanneer de bodem van het zeebekken gedurende de sedimentatie daalt. Houdt dit dalen gelijken tred met de sedimentatie, dan zal steeds op dezelfde diepte onder den zeespiegel de afzetting plaats vinden. Geschiedt het zakken van den ondergrond sneller dan de ophooging door [nieuwe afzettingsgesteenten, dan wordt de zee dieper, [domineert echter de sedimentatie over de daling van den bodem, dan verkrijgt het afzettingsgesteente een ondieper pcarakter. Dat gedeelte van den zeebodem, dat zich gedu[rende de sedimentatie in langzame daling bevindt, wordt geosynclinale genoemd, en men stelt zich dit voor als een Keer zwak gebogen synclinale van zeer groote afmetingen. 252 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE De daling geschiedt onmerkbaar langzaam, maar na ontelbare jaren kunnen wij het resultaat er van waarnemen door vergelijkende facies-studies van oude sedimenten. (Fig. 157) Fig. 157. Schema van een met sedimenten opgevulde geosynclinale. (Naar E. Haug) Aan de randen van zulk een geosynclinale, die Haug zich oorspronkelijk tusschen twee vaste landen dacht, zullen neritische sedimenten afgezet worden en bij voldoende diepte naar het midden toe eerst bathyale en dan abyssale afzettingsgesteenten. Is de diepte oorspronkelijk gering, dan kan in sommige gevallen de geheele geosynclinale met neritische sedimenten opgevuld worden, wat door Amerikaansche geologen als de typische geosynclinale wordt beschouwd. Haug daarentegen, die in de meeste volledig ontwikkelde geosynclinalen groote opeenhoopingen van sedimenten met bathyaal karakter constateerde, neemt aan, dat de diepte der geosynclinalen in de meeste gevallen gedurende de daling en sedimentatie tusschen 200 en 1000 M. bleef en dat daarom in die gevallen uitsluitend bathyale sedimenten afgezet werden. In andere hoofdstukken zijn wij meestal van' tegenwoor-; dige toestanden en gebeurtenissen op vroegere terug gegaan. Hier ligt echter een vraag in omgekeerde richting X DE ZEE 253 koor de hand, namelijk, of geosynclinalen, die ons door ïaoies-vergelijkiragen van oude aardlagen als het ware opgedrongen werden, ook in de tegenwoordige oceanen voorkomen. Voordat wij het opvullingsmechanisme van geosynclinalen verder vervolgen, willen wij deze vraag behandelen. Er moet dan nog eens op gewezen worden, dat uit facies-studies van oude zee-sedimenten over de geheele aarde gebleken is, dat geosynclinalen zeer flauw gebogen ■troggen geweest moeten zijn, die zeer lang waren. Zij [liepen nagenoeg als twee groote cirkels om de aarde, waren piet overal even diep, maar vertoonen in de synclinale lijn depressie's en culminatie's en bestonden dus uit een aaneengesnoerde reeks van troggen. Deze morfologische eigenschappen van oude geosynclinalen kunnen wij nu wel in de tegenwoordige oceanen opjzoeken, maar het zal bezwaarlijk gaan om ook de andere [karaktereigenschap, de langzame daling, te bewijzen. Inderdaad kent men in de tegenwoordige wereldzeeën diepe, langgestrekte, trogvormige gedeelten, diepzee-slenken en wel o.a. langs de buitenzijde der eilanden-franjes van Azië. Een blik op de kaart der zeediepten (Wereldkaartje jno. 1) overtuigt ons spoedig van het bestaan dezer trogjvormige, aaneengesnoerde diepzee-slenken. Ook kent men zulke inzinkingen met een secundaire opheffing, die in de leer der oude geosynclinalen geheel passen en daar geanticlinalen genoemd worden. Ten Zuiden van Java en Sumatra [ligt zulk een diepzee-slenk, die in het midden een welving vertoont. (Fig. 158). ' Men meent dus in de tegenwoordige diepzeeslenken analoga te mogen zien van vroegere geosynclinalen. Waar elders de hellingen van den zeebodem uiterst zwak zijn, zijn die hier betrekkelijk steil, dikwijls 4°—9°, bij uitzondering zelfs meer. '. Hoewel wij niet bewijzen kunnen dat de tegenwoordige diepzeeslenken ook de tweede karakteristieke eigenschap der geosynclinalen, namelijk haar toestand van daling, bezitten, spreekt daarvóór toch wel sterk het feit, dat de 254 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE diepzeeslenken in de meest beweeglijke deelen van de aardkorst liggen. Deze beweeglijkheid volgt o.a. uit het voorkomen van! opgeheven jonge koraalriffen op veel eilanden in het] O. gedeelte van den Ned. Oost-Indischen Archipel. Fig. 158. Diepzeeslenk bezuiden Java, met een recente geanticlinale. (Naar A. Supan, uit E. Haug.) Dat ook de diepzeeslenken zelf beweeglijk zijn, blijkt uit het feit, dat talrijke sterke aardbevingen hun oorsprong hebben in deze slenken. Dit is voor de diepzeeslenk ten] Z.W. van Sumatra en ten Z. van Java aangetoond doori den Nederlandschen seismoloog S. W. Visser. (Zie fig. 186, blz. 294-295). Waar nu de geologen, o.a. ook Haug, diepzeeslenken met geosynclinalen zijn gaan vergelijken, is het onwaarschijnlijk, dat deze in daling verkeerende troggen steeds; zeer ondiep of weinig diep bleven. En slechts bij deze: hypothese past het schema (fig. 157) naar Haug. Ik meen, dat ook vroeger diepzeeslenken zullen hebben bestaan, die] tot op de grootste diepten, 5000—10.000'Al. reikten. Hoef M'-6' Fig. 159. Het mechanisme der opvulling van een diepzeeslenk met sedimenten. 1—4 bathyale sedimenten afgezet gedurende de daling van den bodem der slenk. 5—6 bathyale sedimenten afgezet by stilstand der slenk. 1'—6' abyssale sedimenten 1—13 bathyale sedimenten, waarvan 7—9 ook abyssale componenten bevatten, welke echter onder de quantitatief overwegende bathyale bestanddeelen niet zullen opvallen. De pijlen geven de richting van de onderzeesche afschuivingen aan. O m ts w 256 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE zal daarin de opvulling met sedimenten plaats gegrepen hebben? Blijven wij bij het door Haug aangenomen geval, dat een geosynclinale tusschen twee landmassa's ligt, dan zal van beide zijden terrigeen materiaal aan de randen van dezen trog afgezet worden. In de bathyale zone wordt veel terrigeen slik afgezet, d.w.z. ook in absoluten zin veel stof, terwijl in de werkelijke diepzee de sedimentatie uiterst langzaam plaats grijpt, want daar moet vrijwel alles door het afstervende microplankton geleverd worden. Snelle sedimentatie vindt dus oorspronkelijk slechts in de neritische en bathyale zones plaats, en bij een algemeene daling van den trog, zal slechts aan de randen een betrekkelijk vlugge opéénhooping van neretische en bathyale sedimenten plaats vinden; gedurende denzelfden tijd zullen echter slechts weinig abyssale sedimenten in het midden afgezet worden. Op den duur zal daardoor een sterker verval van den zeebodem naar de abyssale gedeelten toe ontstaan. Was dit verval oorspronkelijk nog te klein om afschuivingen van het versch gedeponeerde slik te veroorzaken, op den duur zullen deze zeker plaats vinden, want men constateerde in Zwitsersche meren zulke subaquatische afschuivingen reeds bij een verval van minder dan 5°. Door zulke onderzeesche afschuivingen zullen bathyale sedimenten naar de abyssale diepten glijden. (Fig. 159). In de diepzee komen dan, voorloopig aan de randen, op abyssale-sedimenten bathyale te liggen. Daar echter de verhouding tusschen de primair afgezette hoeveelheden aan de randen en in het midden steeds dezelfde blijft, zullen de subaquatische afschuivingeni zich herhalen en ten slotte ook het midden der geosynclinale bereiken. (Fig. 158). Van dat oogenblik af ontstaan geen echte abyssale sedimenten meer, maar zal de regen van micro-plankton, die in de diepste gedeelten neerslaat, zich vermengen met terrigeen materiaal. Ook daar zullen dus sedimenten met bathyaal karakter gevormd worden. Eens houdt de daling der geosynclinale op, en dan begint het tweede bedrijf van de opvulling van den trog. Ook dan zal aan de randen een X DE ZEE 257 vluggere sedimentatie plaats grijpen; de randzones gaan het eerst over in de neritische facies en de bathyale zones verplaatsen zich naar de as der geosynclinale, totdat over bijna de geheele diepte de trog met bathyale sedimenten is opgevuld, ook in de abyssale diepten. Schrijver dezes stelt zich op deze wijze de opvulling van diepe geosynclinalen voor. Ofschoon dus daarin diepten van 5000 M. en meer zullen hebben bestaan, zullen er toch weinig sedimenten met onvervalscht diepzee karakter in voorkomen. Tevens zou hiermede een verklaring gegeven zijn van het feit dat in plooiïngsgebergten zooveel bathyale en zoo weinig abyssale sedimenten aangetroffen worden, en soms een afwisselende gelaagdheid van abyssale en bathyale sedimenten. De boven dit hoofdstuk geplaatste paradox dat de zee het belangrijkste milieu voor de vorming van land is, werd hier slechts ten deele verklaard. Wij leerden sedimentatie en steenwording kennen. Hoe nu de zeesedimenten aan de oppervlakte komen en dat gaan vormen wat men „land" noemt, zal in hoofdstuk XIII nader uiteen gezet worden. XI. HET VULKANISME NDER den titel „vormleer der stollingsgesteenten" hebben wij in hoofdstuk III de voornaamste inrrusie-vormen leeren kennen, dus de vormen waaronder het magma, dat uit de diepte opgestegen is, in de steenschaal vast wordt. Die hoofdvormen zijn: batholithen, laccolithen, intrusieplaten, gangen en diatrema's. EXTRUSIES Thans willen wij aanvangen met een beschrijving der extrusies. Het is nog niet lang geleden, dat men onder vulkanische verschijnselen slechts verstond, wat nu onder den naam extrusie saamgevat wordt. Slechts langzaam heeft het denkbeeld zich ontwikkeld, dat de reeds vermelde dieptevormen ook wijzen op verschijnselen, die met het uitwendige vulkanisme nauw verband houden. DE VULKANISCHE PRODUCTEN Wat bij erupties (uitbarstingen) door spleten of gaten uit de lithosfeer aan de oppervlakte gebracht wordt, komt daaruit te voorschijn hetzij als een stroom van een samenhangende, oorspronkelijk gloeiend-vloeibare massa, lava genoemd, of het wordt er in den vorm van niet samenhangende, half-vloeibare of vaste producten uitgeslingerd als bommen, lapilli en asch, of wel het stroomt er in gasvorm uit. De lava is soms zeer taai en breidt zich dan moeilijk over het landschap uit; in andere gevallen is zij dun vloeibaar, zoodat zij zich met de snelheid van een langzaam stroomende rivier voortbeweegt. Maar door afkoeling, van onderen door den bodem, van boven door de lucht, XI HET VULKANISME 259 vermindert de vloeibaarheid spoedig. Toch kent men lavastroomen van een lengte van 50 KM. en meer. Zoodra de lava in vasten toestand overgaat, wordt zij een gesteente. Naar den vorm, waarin, dit geschiedt, onderscheidt men twee hoofdsoorten, die hun uiterlijke gedaante aan de oorspronkelijke temperatuur en aan den minderen of meer- Fig. 160. Schol- of blok-laua (naar I. Friedlander) deren gasrijkdom van de lava te danken hebben: wanneer de uitvloeiende lava spoedig aan de oppervlakte van den stroom stolt, breken de voortvloeiende diepere gedeelten van den stroom de gestolde huid tot schollen en ontstaat er schollava of bloklava (Aa-lava, Hawaï; Apalhraun, IJsland) waarin weinig maar groote gasbellen voorkomen, (Fig. 160); blijft de massa langer visqueus, dan gaat de oppervlakte 260 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE in een zeer taai-vloeibaren toestand over, wordt onder het voortstroomen gerimpeld en stolt tenslotte touw- of koekvormig tot touwlava of koeklava (pahoe-hoe lava, Hawai; Helluhraun, IJsland) (fig. 161). De temperatuur, waarbij lava vast wordt, is zeer verschillend en verandert met de samenstelling. Niet slechts scheikundig, maar ook natuurkundig vertoont die samenstelling groote verschillen. Soms is de lava een vloeibaar glas in colloidalen toestand, soms zijn daarin reeds mineralen uitgekristalliseerd. A. Brun geeft als gemiddelde stollingstemperatuur 1100° C aan. Fig. 161. Touwlava. (Opn. Fr. A. Perret). Hoewel de oppervlakte van een lavastroom spoedig stolt en de temperatuur daarvan snel daalt, kan het inwendige van aiKKe lavastroomen tientallen van jaren warm blijven. Als losse producten worden van het magma losgerukte deelen (klasmatische producten) en stukken van het doorbroken deel van de steenschaal uitgeworpen. Deze laatste worden gedurende een uitbarsting van de wanden van het XI HET VULKANISME 261 ['* eruptie-kanaal afgerukt en meegesleurd. Zij kunnen uit Kristallijne schisten, uit stollingsgesteenten of, gelijk dik■wijls voorkomt, uit contactmetamorf veranderde sedimenj ten bestaan. Groote klasmatische producten noemt men bommen; die ■welke een afmeting hebben van erwten- tot noot-grootte j lapilli; kleinere, tot de grootte van een gierstkorrel vulka[ nisch zand; en nog fijnere heeten vulkanische asch. Fig. 162. Vulkanische bommen. ÉLinks een broodkorst-bom (naar Hovey), de twee andere bommen zijn lava-slakken. (Uit von Wolff) De vorm, dien de bommen aannemen, hangt van haar scheikundige samenstelling af. Gewoonlijk waren zij, toen zij uitgeworpen werden, nog in vloeibaren toestand; zij werden van het magma losgerukt. Op haar weg door de luchtruimte koelden zij echter spoedig af. Sommige kregen dadelijk een harde, glasachtige korst, die later door uitzetting van de kern brak (broodkorstbommen) (fig. 162, links), andere bleven langer visqueus en vertoonen in haar stollingsvormen de gevolgen van een draaiende beweging 262 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE in de lucht (vulkanische slakken) (fig. 162, midden en rechts). Deze zijn poreus doordat er gedurende de afkoeling gassen uit ontweken. Tusschen deze slakken en puimsteen bestaat, wat de structuur betreft, slechts een gradueel verschil: puimsteen is uiterst poreus; het is als het ware gestold vulkanisch schuim (fig. 163). Maar het materiaal van echte puimsteen is rijker aan kiezelzuur dan gewone slakken. Uit Si02-rijk obsidiaan (vulkanisch glas) kan men door verhitting puimsteen maken doordat er, bij een zekere temperatuur, explosief gassen uit ontwijken. Dit geschiedt Fig. 163. Doorsnede door puimsteen van den Kilauea. Vergrooting 8 : 1. (Opn. I. Friedlander.) volgens onderzoekingen van Brun bij obsidiaan van Krakatau bij gemiddeld 880° C. Het soortelijk gewicht wordt daardoor natuurlijk kleiner. (Krakatau-obsidiaan 2.36 s. g., daaruit verkregen puimsteen s. g. 0,416). Ook langs natuurlijken weg heeft deze puimsteenvorming plaats en het is nu de vraag wat bij het veranderen van vulkanisch glas in vulkanisch schuim plotseling vrij komt. Brun, die hierover tallooze laboratoriumproeven en onderzoekingen in vulkaangebieden deed, noemt de temperatuur, waarbij XI HET VULKANISME 263 jde gassen explosief uit het gesteenteglas ontwijken, het kxplosiepunt; en hij vond dat bij die temperatuur vooral vrij Chloor (Cl), Chloorwaterstof (HC1) en kooldioxyd |C02) ontwijken. Wanneer puimsteen hooger verhit wordt Uan het explosiepunt, bijv. de Krakatau-puimsteen op B800 C, dan zakt het weer tot een compacte glasmassa Ineen. Vulkanische asch ontstaat in sommige gevallen gedurende de uitbarsting uit mechanisch fijn gewreven, reeds gestolde Haya: lava-asch; in andere gevallen door stolling van fijn [verstoven magma: magmaglas-asch. Versch gevallen asch is dikwijls bijna wit, (fig. 164) maar door oxydatie wordt Fig. 164. Versch gevallen vulkanische asch, van de uitbarsting van de Vesuvius in 1906. (Opn. E. Fontaine, uit Brun.) Geologie 18 264 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE zij spoedig donker getint. Haar hoofdbestanddeel is vulkanisch glas (bij Krakatau bijv. 91 %), de rest bestaat hoofd* zakelijk uit kristallen. Als bijzondere losse uitwerpselen kunnen nog genoemd worden losse kristallen, bijvoorbeeld van augiet en leuciet, die met lapilli neervallen; zij waren in het magma reeds uitgekristalliseerd en werden bij de eruptie meegesleurd. Bij uitzondering treedt vulkanisch glas in twee eigenaardige vormen op: als glasdruppels: Pelea's tranen en als glasdraad : Pelea's haar. De eerste zijn zeer kleine glasbommen, de tweede ontstaan uit natuurlijke lava-fonteinen, welke in het lavameer van den Kilauea-krater op Hawai voorkomen. Door den wind worden de fijn uitgesponnen glasdraden weggevoerd. EXHALATIES. Alles wat in gasvormigen toestand uit een vulkaan opstijgt en met het vulkanisme in verband staat, wordt onder het woord exhalaties samengevat. Gedurende een uitbarsting worden veel gassen uitgestooten, maar ook in de zoogenaamde rustperiodes van vulkanen stijgen er gassen op. Deze gassen zijn uit het magma afkomstig en ontwijken ook nog uit warme bommen en slakken. In het magma moeten de gassen in opgelosten toestand voorhanden zijn en wel in des te grooter hoeveelheid, naarmate de druk en de temperatuur van het magma hooger zijn. Maar bij afname van de temperatuur moeten de gassen ontwijken en hierin ligt de eigenlijke drijvende kracht der vulkanische uitbarstingen. Behalve de reeds genoemde gassen Cl, HC1 en C02 komen uit het magma vrij: Chloriden, Salmiak, Zwavel, Zwavelwaterstof, Zwaveligzuur, Koolzuur, Koolwaterstoffen (vooral Methaan), Waterstof en Stikstof. Volgens Brun brengt een vulkaan nooit waterdamp voort, terwijl men vroeger meende, dat dit juist het voornaamste vrijkomende gas was, omdat bij vulkanische uitbarstingen steeds regen optreedt. Die regen echter wordt waarschijnlijk gedeeltelijk om de uitgeworpen fijne aschdeeltjes uit de atmosfeer gecondenseerd, en dit te eerder omdat door de asohwolk zoo- XI HET VULKANISME 265 veel zonlicht en -warmte tegengehouden wordt, dat de luchtBemperatuur belangrijk daalt. Het is echter waarschijnlijk, Wat sommige magma's wel waterdamp uitstooten. DE EXTRUSIE-VORMEN Fig. 165. Lineaire erupties. 1 en 2 oudere lavadekken. 3 spleeteffusie. 4 spleeteffusie met slakken-kraters. LINEAIRE ERUPTIES (fig. 165). De grootste lavagebieden ontstonden door extrusie uit spleten en deze vorm van vulkanisme vertegenwoordigt de meest intensieve krachtsuiting in den historischen tijd. Op IJsland zijn spleeterupties (lineaire erupties) nog in werking. Dit land is hoofdzakelijk uit lavadekken opgebouwd, die bewijzen dat het magma uit spleten of gaten opsteeg en over den bodem stroomde. Lagen van losse uitwerpselen tusschen die lavadekken bewijzen echter, dat nu en dan ook uitbarstingen optraden, waarbij klasmatische producten uitgeworpen werden. In 1783 vond op IJsland de beruchte eruptie van de 30 KM. lange Lak i-spleet plaats, die met vier onderbrekingen van 8 Juni tot 26 October duurde. Hierbij was de hoeveelheid geëxtrudeerde lava viermaal zoo groot als het 266 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE volumen der uitgeworpen klasmatische producten (meer dan 12 KM3 lava en 3 KA13 bommen, lapilli en asch). De in 1783 uitgevloeide lava bedekt een oppervlakte van 565 KM2 (Del provincie Utrecht is 1385 KM2 groot). De opening van zulk een spleet geschiedt dikwijls explosief, terwijl later de lava! effusief (uitstroomend) kan uittreden. In vroegere tijden] moeten op deze wijze zeer groote bazaltdekken gevormd! zijn, want op IJsland is thans een gebied van 1047851 KM2 door bezalt bedekt, waarvan de dikte op ongeveer] 4000 M. geschat wordt. Soms staat op de eruptiespleet een] lange rij van kegelvormige verhoogingen met centrale hol- i ten, kraters, die hier uit slakken opgebouwd zijn, zij werden] onder betrekkelijk zwakke explosieverschijnselen uitgeworpen, vielen vlak bij de krateropening neer en stolden kort daarna waardoor zij zeer steil werden. CENTRALE ERUPTIES. De lineaire erupties in den his-j tonschen tijd zijn bijna uitsluitend tot IJsland beperkt; bijna alle tegenwoordige vulkanische verschijnselen behooren tot de centrale erupties. Ook hier kunnen effusie en 1 explosie optreden. Men kent zuiver effusieve centraalerupties, die sc/w7d-| vulkanen of aspiten opgeworpen hebben. (Fig. 166). Na de ] Fig. 166. Centrale eruptie: Schildvulkaan. D = diatrema of kraterpijp. XI HET VULKANISME 267 ipleeterupties vertegenwoordigen zij den meest intensieven lorm van lavaextrusie in den historisohen tijd. f Op IJsland worden prachtige schildvulkanen aangeIrof.fen, maar zij waren daar slechts in den voorhistorischen lijd actief. De helling van deze schildvormige lavabergen Is gering en bedraagt 1°—10°, wat op een zeer dunvloeifcaren toestand van de lava bij het uittreden uit de steenfcchaal wijst. Bij opeenvolgende erupties vloeit de lava naar alle zijden af. De grootste schildvulkanen liggen op H a w a i. Daarvan zijn nu nog in werking de Mauna Loa Jen de K i 1 a u e a. Wanneer men bedenkt, dat deze aspüen Izich uit een 4000—6000 M. diepe zee verheffen en hun hel|ling 40—70 bedraagt, komt men tot een basislengte (op den zeebodem) van den Mauna Loa van 118 KM. bij een breedte van 84 KM. en een hoogte van 9000 M. (van den zeebodem af gerekend). Op den top van deze beide aspiten komen [terrasvormige inzinkingen voor, waarin gloeiend vloeibare [lava borrelt. Tegenwoordig zijn de Mauna Loa en de Kilauea zoo hoog, dat de lava niet meer over den rand vloeit, [maar zich zijdelings door barsten in de wanden een weg Ibaant. Zij groeien voorloopig dus niet meer in de hoogte laan en verliezen allengs hun regelmatigen bouw. Zuiver explosieve centtaalerupties hebben slechts klas[matische producten geleverd. In het algemeen wordt bij [de explosie een kanaal geopend, hetzij voor het eerst, of [ opnieuw na stolling van een lavaprop in het toevoerkanaal (diatrema), en deze opening gaat gepaard met het uitwerpen van losse producten. Gewoonlijk volgt daarop het uitvloeien van lava, maar niet altijd. Bleef het bij een lenkele explosieve opening van een diatrema, dan was de I drijvende kracht klaarblijkelijk niet groot of tenminste I gauw uitgeput, en dan werd soms, niet steeds, een ringIwal uit klasmatische producten opgeworpen. Een voorli beeld hiervan zijn de „Maaren" (fig. 167), die o_ a. I in den Eifel voorkomen. Het grootste „maar" in den Eifel is de L a a en e r-S e e, die uit twee elkaar snijdende I ronde explosiegaten samengesteld (samen 2500 M. 268 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDF lang, 1500 AI. breed) en door een ringwal omgeven is. De maaren zijn het eenige voorbeeld van zuiver explol sieve centraalerupties. Alen vindt ze in den Eifel, in Schwa-I ben, in Auvergne, in Centraal Amerika en op Java rondoffl den Lamongan maar het zijn betrekkelijk zeldzame vormen. Gewoonlijk ligt een meertje in het explosiegat. Fig. 167. Centrale eruptie: Een „maar". D ras diatrema of kraterpijp. Terwijl de profiellijn van aspiten bol is, is de profiellijn van een uit losse producten bestaan den kegel hol. Het is een hellingsprofiel, dat door neervallende losse deelen gevormd wordt, en indien deze deelen een bepaalde korrelgrootte bezaten, zou het mogelijk zijn de verhanglijn door een wiskundige formule uit te drukken. Gelijk wij zagen bestaan de klasmatische producten uit materiaal, welks afmeting varieert van zeer fijn (asch) tot zeer grof (bommen), voorts bakt dit losse materiaal veelal samen en daarom zal de natuurlijke profiellijn nooit precies met een bepaalde wiskundige kromme samenvallend AIilne dacht, dat het bovenste deel van de profiellijn van vulkanen met een logarithmische kromme overeenkwam,! Becker vergeleek de profiellijn met een kettinglijn en Linck met een kromme van Maxwell. XI HET VULKANISME 269 Samengestelde vulkanen (Strato-vulkanen) (fig. 168). Verreweg het meest komt de samengestelde vulkaan voor, die ontstond door afwisselend: explosies met uitwerpen van klasmatica en effusies met uitvloeien van lavastroomen. Tot de stratovulkanen (gelaagde vulkanen) behooren alle overgangsstadia van de zuiver effusieve schildvulkanen tot de luiver explosieve „maaren". Bij stratovulkanen, wier kegel ■oofdzakelijk uit klasmatische producten bestaat, treedt de regelmatige holle profiellijn op, die wij hierboven kerken kennen. Na een heftige uitbarsting (paroxisme), die in den regel met het uitwerpen van losse producten begint, ■vloeit soms lava in stroomen radiaal naar beneden. Fig. 168. Centrale eruptie: Strato-Vulkaan. HK == hoofdkrater AK = adventief kraters. [ L - lavastroomen i D = diatrema of kraterpijp. De kraterpijp, die men als voortzetting van een diatrema in den zelf opgeworpen vulkaankegel moet beschous wen, is na een uitbarsting met lava gevuld, welke op een zeker niveau blijft staan en daar van boven naar onderen 270 GEDAANTEVERANDERINGEN onzfr aardt? langzaam stolt, waarbij een layaprop gevormd wordt. Vóór] een volgende uitbarsting wordt deze prop ten deele in het] weer opstijgende, gasrijke magma opgelost, maar geschiedt dit niet snel genoeg, dan banen zich de gassen gewoonlijk! zijdelings een uitweg en ontstaan erupties op de kegelhelling. Daarbij kunnen dan nevenkraters (adventiefkraters)\ gevormd worden, die soms boven radiale spleten in den] kegel op een rij liggen. De grootste vulkaan van Europa, del E t n a heeft meer dan 200 zulke nevenkraters. AREAAL ERUPTIES. (Fig. 169). Fig. 169. Areaal-eruptie, volgens de opvatting van R. A, Daly. B = batholith. Daly, aan wien wij een zooveel helderder inzicht van den aard der batholithen danken, heeft er op gewezen, dat het wel vreemd zou zijn, indien nooit eens een batholith de bovenliggende gesteenten geheel doorgesmolten had. Inderdaad wordt het ontstaan van sommige vulkanische gebieden op deze wijze aannemelijk verklaard, bijv. het Yellowstone National Park. Daly meent, dat hier een XI HET VULKANISME 271 iranitisch samengesteld magma het dak van een batholith doorgesmolten en vervolgens de oppervlakte overstroomd fceeft, en noemt dit verschijnsel extrusie door „de-roofing" ïontdakking); Von Wolff spreekt van areaal-eruptie, (fig. 1169). ï Het granitisch magma dat hier opsteeg is natuurlijk niet als graniet aan de oppervlakte gestold maar als rhyoliet, Eén der effussievormen van dit magma. Dit gesteente bedekt in het Yellowstone Nat. Park een gebied van bijna 110.000 KM2 en slechts binnen zijn dagzoom komen de later [te bespreken geysers voor. I De tot dusver beschreven hoofdvormen, die tengevolge [van extrusie ontstaan, vertoonen dikwijls afwijkingen en [complicaties. In de eerste plaats noemen wij hier negatieve [vormen: caldera's. Evenals de krater is de caldera een [negatieve vorm op dien vulkaankegel, dus topografisch Uen inzinking met steile wanden. Het ontstaan van kraters [ïwordt hoofdzakelijk aan explosieve, wegblazende werkingen toegeschreven. Caldera's welke veel grooter zijn dan [kraters van werkende vulkanen, kunnen evenals kraters door explosie gevormd worden, of door een latere verzaki king van het centrale deel van den vulkaankegel ontstaan. |De eerste vorm wordt explosie caldera of kortweg caldera genoemd, de laatste instortingscaldera. Daar er echter ook groote kraters bestaan, moet een nader criterium aangegeven worden en Daly noemt nu krater: een negatieven vorm, waarvan het grondvlak niet grooter is dan de doorsnede van de kraterpijp, en caldera's: inzinkingen op [ vulkaankegels, die veel grooter zijn dan de bekende | diatrema-doorsneden. Onze landgenoot N. Wing Easton | heeft de cel-hypothese opgesteld om het ontstaan van | caldera's te verklaren. Hij meent dat deze door instorting e ontstonden tengevolge van een cel-vormige oplossing van : het geheele vulkaanlichaam door magnetische gassen. Complicaties doen zich voor, wanneer in een krater of in een caldera nieuwe vulkaankegels ontstaan. Zoo is de 272 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Vesuvius een jongere vulkaankegel dan de hem omgevende halve ringwal Somma, die als caldera beschouwd wordt. Dikwijls liggen in een krater of in een caldera verschillende vulkaankegels. Het T e n g e r-gebergte wordt door Verbeek als een groote instortingscaldera opgevat, waarin vier vulkaankegels opgeworpen zijn: de W i d odaren, de Giri, de Bromo, de Kembpng en de B a t o k. UITBARSTINGS VERSCHIJNSELEN VOORTEEKENEN van een naderende uitbarsting zijn aardbevingen, die slechts in de buurt van den vulkaan gevoeld worden, en zoogenaamde onderaardsche geluiden, die zich met toenemende kracht van zacht gerommel tot hevig gedonder doen hooren. Deze geluiden zijn waarschijnlijk een gevolg van de aardbevingen, welke op haar beurt door bewegingen in het opstijgende magma ontstaan. Wat men gewoonlijk niet opmerkt, is een stijging van de bodemtemperatuur, die zich soms uit in het smelten van een sneeuwkap op een vulkaankegel of in het uitdrogen van waterputten. Dit warmer worden van den bodem geschiedt langzaam en begint lang voor de eruptie. Van verschillende zijden is er op gewezen, dat geregelde waarneming van de bodemtemperatuur in boorgaten het aangewezen middel zou zijn, om voor een naderende uitbarsting tijdig gewaarschuwd te worden. De UITBARSTINGEN zelf hebben nooit een volkomen gelijk verloop. Groote verschillen doen zich voor door den graad van vloeibaarheid en de hoeveelheid van de opstijgende gloeiende lava; wij wezen er immers reeds op, dat in verband hiermede de extrusievormen zoo verschillend uitvallen. Sommige vulkanen werken voortdurend en dan gewoonlijk rustig, zooals de Stromboli, een der L i p ar i s c h e eilanden, en de Kilauea op Hawai; andere, waaronder de Vesuvius en de E t n a, zijn slechts nu en dan werkzaam. Hoe langer de rustperiode geduurd heeft, des te sterker is de uitbarsting. De hevigheid van een XI HET VULKANISME 273 eruptie hangt echter ook van den vloeibaarheidsgraad der lava af, die op haar beurt met de samenstelling (basischer of zuurder) en met de temperatuur van de lava schommelt. Men onderscheidt eenige types van uitbarstingen, die naar, in historischen tijd werkzame, vulkanen genoemd worden. De meest vloeibare lava wordt door de H a w a i-vulkanen uitgeworpen, haar temperatuur is het hoogste en ligt vermoedelijk tusschen 1200° en 1300° C. Een gevolg hiervan is de rustige eruptie-wijze van het Hawai-type, door opborrelen en fontein-achtig opspuiten van de dunne lava in een lava-meer. Er worden zelden klasmatische producten gevormd. De lava breidt zich in den krater uit, stroomt over den kraterrand of baant zich een uitweg door een spleet onder den top. Ook de zeer regelmatig werkende S t r o m b o 1 i bevat lava van een zeer hooge temperatuur, die door von Wolff op 1150°—1200° C. geschat wordt. Om de 10—12 minuten heeft een kleine explosie in de dun vloeibare basische lava in de kraterpijp plaats, waardoor deze in nog niet volledig gestolde stukken meegesleurd wordt en hoofdzakelijk als bommen en lapilli met zeer weinig asch neervalt. Er stijgen daarbij dan ook geen zware rookkolommen op. Het Stromboli-type werpt dus slechts nieuwe lava in klasmatischen vorm uit. Bij het gemengde-type van uitbarstingen worden behalve nieuwe lava ook brokken oude lava meegerukt en wordt veel materiaal, waaronder lava-asch, uitgeworpen. De rookkolom is groot en neemt bij windstil weer dikwijls een pijnboom-achtigen vorm aan. Zoo werkte de Vesuvius in 1906. Behalve deze losse produkten worden ook lavastroomen uitgestooten, die uit adventiefkratèrs en spleten in de berghelling vloeien. Is de lava visqueuser, stolt zij gemakkelijker, dan vormt zich op de kraterpijp een korst als een gesoldeerde deksel, wat bij „zure" magma's, die andesiet en trachiet leveren, dikwijls gebeurt. Zoodra de druk in de kraterpijp te groot wordt, breekt de gestolde lavakoek door, onder hot optre- 274 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE den van explosieve verschijnselen. Broodkorstbommen worj den uitgeslingerd en veel asch, waaronder ook lava-asch, die als een eigenaardige bloemkoolvormige wolk opstijgt. De temperatuur van de uittredende lava wordt bij deze! uitbarstingen, die tot het Vulkano-type behooren, op HOOI C. geschat. De uitbarsting van de Mt. Pelée in 1902, waarbij de stad St. Pierre op Martinique vernietigd werd, was] weer anders. Daar steeg een groote gestolde of tenminstd nagenoeg vaste prop uit de kraterpijp omhoog, welke uit andesiet, een zuur effusiegesteente, bleek te bestaan. Onder* deze gestolde naald was het magma vloeibaar en gasrijk, maar het kon niet naar boven ontwijken, omdat de eigen gevormde stop te goed afsloot. Ergens moesten de, onder] steeds heviger druk staande gassen, toch uit het magma] ontwijken, en door opheffing van de andesietnaald vonden! zij zijdelings een uitweg. Daardoor werden de eruptie-pro-1 ducten nagenoeg horizontaal weggeschoten en bewogen zij] zich met een snelheid van 150 M. per seconde in de richting] van S t. Pierre. Deze als gloedwolk (nuée ardente) be-] schreven aschwolk, verschilde in wezen niet veel van andere] eruptie-wolken, maar door de horizontale schotrichting maakte zij den indruk, alsof zij bijzonder zwaar was en] daardoor als het ware, lawine-achtig omlaagrolde. Dit is] althans de opvatting van Lacroix, die de uitbarstingen van ] de Mt. Pelée uitvoerig beschreven heeft. Bij een eruptie van het vulkano-type (fig. 170) worden] door het opwaarts gerichte schot en den opstijgenden warmtestroom lapilli, vulkanisch zand en asch omhoog geworpen. De asch, die eerst in een richting tegenovergesteld aan die der zwaartekracht bewogen wordt, blijft daardoor j lang in de lucht zweven en heeft gelegenheid om af te j koelen. Bij de erupties der Mt. Pelée werden de klasmati-] sche producten horizontaal weggeschoten (fig. 171) en kon de zwaartekracht daarop veel spoediger haar invloed in een zichtbaar resultaat omzetten, zoodat de nog heete asch ] 40 seconden na de eruptie reeds St. Pierre bereikte. I XI HET VULKANISME 275 ÈLacroix schat de temperatuur van de gloedwolk bij de Bulkaanopening op hoogstens 1100° C. De uitbreiding van een eruptiewolk hangt, behalve van de primaire beweging, ook van de uitzetting der gassen af, welke in sterk gecomprimeerden en oververhitten toestand 3 xi'15 Fig. 170. Ontwikkeling van de rookzuil bij een eruptie van het Vulcano-type. in de kraterpijp aanwezig waren. Vooral moet bij de Mt. ■Pelée de compressie groot geweest zijn, omdat de andesieti naald, die naar schatting 476 M. hoog was, op de gassen in de kraterpijp drukte. Door de sterke uitzetting in de lucht nam de temperatuur van de gloedwolk spoedig af en was ■rolgens Lacroix bij St. Pierre, 6 KM. van de vulkaanopening, reeds tot 210°—230° C gedaald (Pelée-type). Eindelijk verstaat men onder pliniaansche erupties de 276 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE allerheftigste uitbarstingen, die slechts na zeer lange rustperiodes optreden. De groote eruptie van den Vesuvius in het jaar '79.' waarbij onder anderen Herculanum en Pompei werden verwoest en die door Plinius beschreven is, behoort tot dit type. Bij zulke uitbarstingen volgen na; sterke aardbevingen eenige zwakke eruptie-verschijnselen] 3 XI'19 Fig. 171. Ontwikkeling van de rookzuil bij een eruptie van het Pelée-type. Volgens de opvatting van Lacroix totdat plotseling een geweldige eruptie enorme hoeveelheden klasmatische producten uitwerpt en gewoonlijk het bovenste deel van den vulkaankegel wegblaast. De uitbarsting van den Tambora op Soembawa in 1815, waarbij volgens Verbeek 150 KM8 klasmatische producten uitgeworpen werden en een caldera van 7 KM. middellijn ontstond, behoort waarschijnlijk tot het pliniaansche type. Ook de zoo meesterlijk door Verbeek beschreven uitbarsting van Krakatau van 1883 schijnt een dergelijk verloop gehad te hebben. (Fig. 172). Sedert 1681 waren de kraters Perboewatan en D a n a n op het eiland Krakatau niet meer in werking XI HET VULKANISME 277 geweest en in 1883 verdween de grootste helft van dit eiland met deze beide kraters, terwijl van den ouderen vulkaankegel Rakata de helft bleef staan. «Plaat VIII). Daarbij werden 18 KM3, puimsteen, vulkamisch glas, lapilli en asch uitgeworpen, terwijl de nieuw gevormde caldera een middellijn van ± 7 KM. heeft. In werband met de hierboven vermelde proeven meent Brun, dat de temperatuur bij de Krakatau-uitbarsting niet veel hooger was dan 880° C, want er werden ook obsidiaanbommen uitgeworpen, welke nu nog door verhitten op 880° in puimsteen veranderen. Als voorbeeld van den samengestelden bouw van veel vulkanen en van hun ingewikkelde eruptie-geschiedenis [verwijzen wij naar de blokdiagrammen, welke verschillende stadia van Krakatau voorstellen, (fig. 172). !• NAWERKINGEN. Na een vulkanische uitbarsting ontwijken gewoonlijk nog langen tijd gassen. In het algemeen noemt men deze gasuitstroomingen fumarolen; wanneer zij zwavel-verbindingen uitstooten heeten zij solfataren en wanneer zij koolzuur leveren mofetten. Koolzuur kan in gebieden met een uitstervend vulkanisme ook in koolzuurhoudend mineraalwater optreden. In het Ei f el-gebergte stijgt op tal van plaatsen, hetzij continu, hetzij intermitteerend koolzuurhoudend water op. Het water is grondwater, het koolzuur een postvulkanische exhalatie, die het water doet opstijgen. (Victoria-water, Apollinaris etc.) Ook het geiser-fenomeen behoort tot de vulkanische nawerkingen. De meest bekende warmwater spuitende bronnen liggen in het Yellowstone National Park, in IJsland en Nieuw-Zeeland. Zij werken intermitteerend en spuiten onder [den druk van oververhitten stoom. Het water is ook hier ! weer grondwater en de drijfkracht wordt hier door de [warmte van het uitstervende vulkanisme geleverd. De [mooie sinterterrassen die in het warme water gevormd worden, bestaan uit kiezelzuur of koolzure kalk. Deze 278 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ae6CHEDEIÏI6 VAN De KRAKATAU - GROEP Fig. 172. XI HET VULKANISME 279 Verklaring van Fig. 172. IA Hypothetische groote centrale kegelvormige vulkaan, bestaande uit andesiet. EB Verdwijnen van den vulkaankegel (door instorting?). Er blijven slechts drie stukken van den rand over, die nu nog den ondergrond vormen van de eilanden: Verlaten Eiland, Lang Eiland en Rakata. III Excentrisch ontstaat een kleinere vulkaankegel: de Rakatavulkaan, bestaande uit basaltische gesteenten (lava en tuffen). ■HA In het midden van bet bakken ontstaat in de derde eruptieperiode een eiland bestaande uit de twee vulkanen Perboewatan en Danan (Andesiet), die met het reeds bestaande Rakata één eiland: Krakatau vormen. Historische uitbarstingen der nieuwe vulkanen 1680-1681 en 20 Mei 1883 begin der uitbarsting, die 26-28 Augustus 1883 haar hoogtepunt bereikt en waarbij Perboewatan, Danan en de helft van Rakata verdwijnen . Bedekking der drie r and-ei Landen met klasmatische producten dezer uitbarsting. (III D). bouwstof wordt door het bronwater aangevoerd, maar de vormen hebben hun ontstaan aan wieren te danken. *) DE ZETEL DER VULKANISCHE VERSCHIJNSELEN ÏSamenhang tusschen intrusie en extrusie. Zeker is, dat extrusies uit de diepte opstijgen en het ligt [voor de hand om aan te nemen, dat zij met intrusies [samenhangen, welke wij als verschillend gevormde massa's van gestold en gekristalliseerd magma in hoofdstuk II hebben leeren kennen. Maar slechts in enkele gevallen gelukt [het dezen samenhang te bewijzen, omdat daarvoor zeer diepe ontsluitingen van de steenschaal noodig zijn. Erosie [vernielt de oppervlakte; legt zij door voldoende diepte den ondergrond van een vulkaan bloot, dan is gewoonlijk de vulkaan zelf reeds verdwenen. Het eerst verdwijnt de kegelvormige mantel van asch of tuf en dan blijft de ge- *) Hugo de Vries heeft van het Yellowstone Park een aantrekkelijke beschrijving gegeven, waarnaar wij hier verwijzen. Wereldbibliotheek No. 13. Geologie 19 280 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE stolde kraterpijpopvulling als steile berg over. Strekt de erosie zich dieper uit, dan is in veel gevallen slechts een diatrema of een gang te zien. De grootste ontsluitingen] worden in ketengebergten aangesneden, maar deze dragen lang niet altijd vulkanen. Wel is dat het geval in de A n d e s van Zuid-Amerika en daar zijn dan ook hooge profielen in vulkanische gebieden blootgelegd. V o n W o 1 f f beschrijft een gebied in Noord-Chili, waar] over een diepte van 4000 M. onder nu nog bestaande vul-i kanen de ondergrond bestudeerd kan worden. Hij vond daar geheel in de diepte granieten en diorieten in batholith! vorm, hooger porfierische gesteenten in gangen en lacco-s lithen en bovenaan twee vulkanen met effusiegesteenten. Wij mogen met een zeer groote mate van waarschijn]] lijkheid aannemen, dat alle extrusies met den een of anderen vorm van intrusie samenhangen. Omgekeerd moet een deel der intrusies als magmareservoirs voor erupties gediend hebben. De vulkaanhaard is een intrusie. Al de besproken intrusiemassa's werden van batholithen uit gevormd. Daarom] is voor ons voorloopig de batholith de eigenlijke zetel van] het vulkanisme. Hoe daar het gloeiend vloeibare magma] komt, is de volgende vraag waarop men een antwoord zou I wenschen. Wij wezen er reeds op, dat de ondergrond van een batholith nooit ergens gevonden is. E. Suess drukte] dat drastisch uit door te zeggen, dat batholithen zich „bis in die ewige Tiefe", tot in onbeperkte diepten, voortzetten.] Waarnemingen omtrent de voortzetting van een batholith ] naar de diepte ontbreken dus en. wil men de vraag naar het voorkomen van magma verder bestudeeren, dan moet] het langs andere wegen geschieden. Het is duidelijk, dat dan tevens de discussie over den toestand van het binnen- ] ste der aarde geopend wordt. Juist in de laatste jaren zijn hierover veel bespiegelingen gehouden die nieuw licht schijnen te ontsteken, maar de kwestie is te ingewikkeld,] om hier in een kort overzicht volledig behandeld te worden. In dit hoofdstuk en de beide volgende zullen XI HET VULKANISME 281 vragen dit gebied betreffende echter nog eenige keeren aangestipt worden. MET MECHANISME DER EXTRUSIE I Daly, die het begrip areaal-eruptie invoerde, heeft zich ook bezig gehouden met de vraag, hoe van uit een batholith de andere extrusies plaats vinden. Het dak van een batholith is volgens hem onregelmatig en in de hoogste koepelvormige gedeelten zullen zich de eerste gassen uit het langzaam afkoelende magma verzamelen (fig. 173). Fig. 173. Het mechanisme der extrusie, volgens de opvatting van R. A. Daly. B = batholith C == koepelvormige verheffingen. ;V = vulkaan. Daar is de druk dus het grootst en zal het eerst een weg naar buiten gebaand worden. Of die opening nu een spleet of een pijp wordt, zal mede van den aard van het te doorboren gesteente afhangen. Wordt een diatrema gevormd, dan zal een centrale eruptie plaats vinden, wordt een gang [gevormd, dan vind soms een lineaire eruptie plaats, terwijl in andere gevallen de gang zelf weer verschillende 282 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE diatrema's vormt en er dus een rij van centrale erupties ontstaat. Tusschen de batholith en de extrusie kunnen laccolirhen ingeschakeld zijn, waardoor het verschijnsel iets! ingewikkelder wordt; maar dan spelen de laccolithen een soortgelijke rol als de hierboven genoemde batholithen enj kunnen zij ieder afzonderlijk extrusies veroorzaken. DE TEMPERATUURTOENAME IN DE STEENSCHAAL NAAR HET BINNENSTE DER AARDE Als zetel van het vulkanisme beschouwen wij de batho- ] lithen. Deze zijn nu in gebieden blootgelegd waar vroeger gebergtevorming plaats greep en wij vermoeden ze nu ook onder de tegenwoordige vulkanen, maar ook deze vallen ] samen met de beweeglijke deelen van de aardkorst. (Men ] vergelijke de wereldkaartjes No. V en No. VII). In wer- ] kende vulkaangebieden neemt de temperatuur van de steen- ] schaal met de diepte snel toe. De oorzaak daarvan ligt voor ] de hand en moet in het heete magma in diatrema of gang gezocht worden. Maar ook elders neemt de temperatuur 1 met de diepte toe, onafhankelijk van extrusïeverschijnse- | len, wat een bewijs voor de eigenwarmte der aarde is. Aan de oppervlakte der aarde neemt men o.a. jaarlijk- ] sche schommelingen van luchttemperatuur waar. Het aller- ] bovenste bodemlaagje volgt deze schommelingen getrouw, 1 maar reeds op eenige meters diepte is, tengevolge van de j slechte warmtegeleiding van den bodem, de schommeling veel kleiner; zij is vertraagd, d.w.z. dat de hoogste tem- ] peratuur op eenige meters diepte later optreedt dan aan de oppervlakte. In Königsberg vond men, dat op 7,53 M. diepte in December de hoogste temperatuur werd waarge- 1 nomen, en de laagste in Juli; de vertraging bedroeg daar j net een half jaar. Tevens is het verschil tusschen het maxi- I mum en minimum der gemiddelde maandtemperaturen op I die diepte slechts 1° C. tegenover 20° C. in.de lucht. Op I grootere diepte is de bodemtemperatuur constant. In stre- I ken met gematigd klimaat treedt de eerste constante bodem- 1 XI HET VULKANISME 283 temperatuur bij 20—30 M. diepte op; zij is iets hooger dan de gemiddelde luchttemperatuur. Van het punt af waar de [eerste constante bodemtemperatuur optreedt, neemt de [temperatuur in homogeen gesteente regelmatig toe. Het aantal meters waarover de temperatuur 1° C. met de diepte toeneemt, noemt men het geothermisch bedrag. In de vlakte [bedraagt dit 27—37 M., gemiddeld 33 M. Fig. 174. Geoïsothermen in het profiel door den St. Gotthard-tunnel. (Naar Alb. Heim, uit Em. Kayser) Onder geothermische gradiënt verstaat men daarentegen het aantal graden Celsius, waarover de temperatuur per 100 M. diepte-toename stijgt. De gemiddelde gradiënt bedraagt dus in de vlakte 3° C. (per 100 M.) of 0.03° C. per M. In een bergachtig terrein vindt men echter andere geothermische bedragen, waarvan het verschil in gradiënt van lucht en gesteente de oorzaak is. Stijgen wij 100 M. in de lucht, dan neemt de temperatuur gemiddeld £° C. af; de gradiënt voor lucht bedraagt dus gemiddeld Van een dal opstijgende neemt de luchttemperatuur dus per 200 M. 1° C. af, terwijl de normale gesteentetemperatüur over dezen afstand 6° C. zóu afnemen. Het gevolg van dit verschil is, dat de bergtoppen afgekoeld worden en dat deze afkoeling zich in het gebergte voortplant. Daardoor is onder bergtoppen de geothermische gradiënt kleiner en het geothermisch bedrag grooter dan onder de vlakte. Omgekeerd is onder dalen het geothermisch bedrag kleiner. In den St. G o t h a r d t-t u n n e 1 werd onder het U r s eir e n-dal een geoth. bedrag van 20 M., onder het Kastelh o r n van 60 M. gevonden.1T) 284 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Door verbinding der punten met gelijke bodemtemperaturen verkrijgt men geoïsotherme vlakken, die in een profiel als geoïsotherme (lijnen) verschijnen, (fig. 174). Op grootere diepte onder een bergland verdwijnt ten slotte de invloed van het reliëf op het verloop der geoïsotherme vlakken en loopen deze waarschijnlijk min of meer evenwijdig met de aardellipsoïde. Daar dus overal de temperatuur naar beneden toeneemt, moet er een zone in de aarde bestaan met een hooge temperatuur, van waar uit de warmte aan de steenschaal medegedeeld wordt. Het bovenvlak van deze zeer warme zone valt met het ondervlak van de steenschaal samen en men beschouwt deze warmtebron als magmazone, met een temperatuur van wellicht niet meer dan 5000° C. Haar bovenvlak ligt volgens sommige onderzoekers naar berekeningen, die uit aardbevingsverschijnselen afgeleid zijn, op ± 60 KM. diepte, volgens anderen echter veel dieper. Batholithen zouden dan wellicht lokale verheffingen van de magmazone genoemd kunnen worden. Het is na het reeds medegedeelde bijna overbodig er op te wijzen, dat ook in vroegere geologische tijdperken vulkanische verschijnselen plaats vonden. Uitgestorven vulkanen vinden wij op tal van plaatsen; om bij Europa te blijven, kunnen wij den volgenden greep doen: Tertiaire [51] vulkaangebieden komen o.a. in de Eifel, in Schwaben, in Schotland, in Auvergne en in Italië voor. In Schotland vond men vulkaanruïnes uit het Carboon- [341] en Perm- [342] tijdperk, die uit opgevulde kraterpijp en tufmantel bestaan. In Duitsohland werden in de Rijnprovincie bij Dillenberg afzettingen van effusiegesteenten gevonden met een oppervlakte, welke geheel met die der touw-lava's overeenkomt. De ouderdom daarvan is devonisch [33]. In een vulkanische tuf van devonischen ouderdom in dezelfde buurt vond men vulkanische bommen, die getuigenis afleggen van een explosieve werking van vulkanen in lang vervlogen tijden. XI HET VULKANISME 285 Meestal heeft echter de erosie de oppervlaktevormen ^vernield en diepere gesteenten blootgelegd. Daarom vindt men veel meer bewijzen voor oude intrusies dan voor extru;sies. Gangen (fig. 175), intrusieplaten, laccolithen en batholithen kent men reeds van de oudste tijdperken, van het Fig. 175. Bazaltgang die zandsteen en lei-lagen snijdt. Eiland Arran, Schotland. (Opn. Geol. Dienst van Engeland, uit J. Geikie) huroon [21] af en men vindt ze in bijna alle jongere formaties, maar zij werden vooral in tijdperken gevormd, waarin ook orogenetische processen plaats vonden. Tegenwoordig kent men volgens K. Schneider 367 vulkanen, die in historischen tijd werkzaam zijn geweest en ten deele nu nog werkzaam zijn. Zij worden opgevat als het overblijfsel van een veel intensievere exlrusieperiode, die in het Tertiair [51] haar maximum bereikte. (Zie wereldkaartje No. V). XII. AARDBEVINGEN (Aardbevingsleer of Seismologie) ARDBEVINGEN hebben op bewoners van ge¬ teisterde gebieden steeds een diepen indruk] achtergelaten. Onverwachts siddert de bodem, huisraad wordt in beweging gebracht, balken kraken, deuren vliegen open, en de mensch.,1 niet wetend van waar het gevaar het meest dreigt en waarheen hij moet vluchten, wordt door schrik bevangen. Het kan niet anders, of dit geheimzinnige geologische verschijnsel moet bij een onontwikkelde menigte een ontzettende] vrees voor deze onberekenbare natuurkracht verwekken. Bij een vulkanische uitbarsting is ten minste de oor?] sprong van het onheil dadelijk te herkennen en de richting voor de vlucht aangewezen, en daar kan vlug handelen soms redding brengen. Maar bij een aardbeving is het eenige toevluchtsoord het vrije veld, waar geen muren,] balken of boomen kunnen omvalled. Helaas is soms van vlucht geen sprake, omdat zonder eenige aankondiging plot- j seh'ng zoo hevige stooten optreden, dat zij geheele steden in ] een oogenblik in puin leggen. Het gevaar voor instorting] kan echter door stevige en bijzondere constructie der] huizen, hetzij van hout of van gewapend beton, beperkt] worden. Ofschoon hout door zijn elasticiteit een goed bouw-] materiaal is voor aardbevinggebieden is het daarvoor niet] aan te bevelen, omdat het dadelijk in brand geraakt. (Tokyo, ] 1 Sept. 1923!). Bij een aardbeving schokt, trilt of schommelt de grond. De afmetingen van die bewegingen van den bodem zijnl gewoonlijk uiterst gering. Zelfs vlak bij het uitgangspunt (epicentrum) van een aardbeving, waarbij huizen vernield i worden, bedraagt die beweging soms maar eem'ge millimeters. Het is dan vooral de groote snelheid van de bewe-| ging die de vernieling bewerkstelligt. XII AARDBEVINGEN 287 In sonraiige gevallen treden echter blijvende veranderingen aan de aardoppervlakte op: er ontstaan min of meer [verticale breuken, waarlangs het eene gedeelte ten opzichte van het andere verschoven is; soms verticaal, soms horizontaal, gewoonlijk scheef, terwijl gapende spleten als secundair verschijnsel optreden. Op 18 April 1906 werd San Francisco tengevolge van een aardbeving verwoest en tegelijkertijd een reeks van steden in Californië ten NW. en ten SE. van San Francisco. Door latere onderzoekingen is gebleken, dat een verschuiving van twee gedeelten van Californië ten opzichte van elkaar, langs een groote, 740 KM. lange breuk of liever breukzone, heeft plaats gevonden. Over een lengte van 184 KM. verschoof het Oostelijke deel naar SE. en naar beneden met in maximum 7 M. horizontale en 1,3 M. verticale beweging. Hoewel San Francisco niet juist op de hoofdverschuivingslijn ligt, had het toch veel te lijden. De groote verwoestingen ontstonden echter doordat de gasleidingen braken en daardoor branden ontstonden, die niet gebluscht konden worden, omdat natuurlijk ook de waterleidingsbuizen gebroken waren. Dikwijls gaat met de aardbeving een geruisch gepaard, dat met het rollen van den donder vergeleken kan worden; het wordt waarschijnlijk veroorzaakt door onderlinge wrij; ving van vaste deelen van de steenschaal langs elkaar. Door | zulk een onderaardsch gerommel kondigde zich op 1 Nov. 1755 in Lissabon een aardbeving aan, die onmiddellijk daarna optrad en de geheele stad in puin wierp, waarbij 60.000 menschen omkwamen. Nog grootere verwoestingen werden door de aardbeving van M e s s i n a van 28 Dec. 1908 aangericht. Heel Calabrie [schudde op zijn grondvesten en behalve Messina en het daartegenover liggende R e g g i o werden tal van kleinere [ steden en dorpen verwoest. Daarbij kwamen 82.882 menschen om, gedeeltelijk ook tengevolge van de werking van vloedgolven, die ontstonden door schokken van den zeebodem. Dit verschijnsel wordt zeebeving genoemd 288 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE en doet zich aan boord van schepen gevoelen door een stódtl van onderen, die den indruk maakt dat het schip op een i klip is geloopen. Ook op het land zijn soms zulke stooten ! van onderen voelbaar, die den indruk wekken alsof men tegen de zolen geklopt werd. In 1891 had in de provincie Alino-Owari in Japan j een sterke aardbeving plaats, tengevolge waarvan duizenden I spleten in den bodem ontstonden. Daarbij ontstond ook een I bodemverschuiving langs een bijna verticaal breukvlak in I het N e o - d a 1, welke op sommige plaatsen in hoofd- 1 zaak horizontaal (max. 4 M.) op andere vooral verticaal ] (max. 6 M.) verliep. Het is duidelijk, dat de uitwerking van een aardbeving het hevigste is op de plaats die het dichtst bij den aardhevmgshaard (hypocentrum) ligt en dat zij vandaar naar 1 alle zijden afneemt. De plaats aan de oppervlakte van waar- 1 uit de beving zich schijnt te verbreiden heet epicentrum. Om de intensiteit van aardbevingen bij benadering in cijfers uit te drukken, heeft men verschillende schalen bedacht. De grootste intensiteit heeft die, waarbij alles 1 vernield wordt, terwijl de kleinste zonder hulpmiddelen I met waarneembaar is. Aardbeving (seïsmen) van de kleinste intensiteit worden microseïsmen genoemd, terwijl I alle andere onder den naam macrosetsmen samengevat I worden. De vernielende werking van aardbevingen berust op de j beweging der bodemdeeltjes en, hangt af van den afstand 1 waarover zij bewegen (amplitude) en van den tijd (periode) waarin een trillend of slingerend deeltje weer 1 in zijn oorspronkelijken stand terugkeert. Deze beide i grootheden bepalen de maximum versnelling, in mM. per 1 seconde en deze maximum versnelling kan proefondervin- I delijk bepaald worden. De schaal van Cancani vereenigt | de vroeger meer gebruikelijke van De Rossi-Forel, Mer- I calli en Omori. Volgens die schaal zou de maximum ver- I snelling hoogstens 5000—10000 mM/sec. bedragen. Zij is I neg nooit zoo groot waargenomen als die van de zwaarte- 1 S m Schaal van e , , ^ P g —< schaal van V_ancani " u - £ c Omori oo g o E .5 "3 o s f*> \ > ha ; ~ : i m^-S _ '6 ' 3 M£ Grenzen der versi ó "o 1 ó J S g Jl * g snelling in mM. T Ï'I -V Js j -o per sec. Schok c «utf2 S »a" ™ 2 o Q O u B O .« o. > .£ van tot I| 10 2,5 slechts voor instrumenten voelbaar 20 II II H 2,5 5,0 zeer licht 40 111 III Hl 5,0 10 licht 60 1V| IV IV 10 25 matig 80 V I 110 VI V V 25 50 vrij sterk 150 VII VI VI 50 100 sterk 300 VIII VII I 300 VII 100 250 zeer sterk 500 IX VIII VIII 250 500 verderf brengend v. { II 900 IX 500 1000 nernietigend 1200 X S »« \™[ X 1000 2500 zeer vernietigend X IV 4000 ! XI 2500 I 5000 ka«<«"«>Phe meer dan X11 5000 ] 10000 8roote l«»«a8trophe > O 03 m < z O m as to co Naar Montessus de Ballore. 290 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE kracht, welke aan een vrij vallend lichaam een versnelling van 9780—9840 mM./sec. geeft. Montessus de Ballore zegt dan ook, dat door aardbevingen niet een naar boven schieten van voorwerpen kan plaats hebben. Om het epicentrum ligt het zwaarst geteisterde gebied, dat een bepaalden graad van een der bovengenoemde schalen bereikt. Op een kaart wordt het door een lijn omsloten, die pleistoseïste genoemd wordt. De gebieden der volgende intensiteitsgraden worden op de kaart door de 2e, 3e, 4e enz. isoseïste omsloten (zie fig. 176). Uit het verloop der Fig. 176. Kaartje van de aardbeving van Herzogenrath van 22 Okt. 1873. De cirkels met de getallen 41—46 zijn homoseïsten, met 1 minuut onderlinge tijdsafstand. De kromme I omsluit het pleistoseïstische gebied, II en III isoseïsten. (Naar v. Lasaulx, uit Em. Kayser) isoseïsten kan ongeveer de ligging van het epicentrum bepaald worden, ook al is dat zelf onbewoond en niet met vernielbare voorwerpen bebouwd. XII AARDBEVINGEN 291 De schok, die in het epicentrum het eerst gevoeld wordt, plant zich van daar over de oppervlakte voort. Na de tijdseenheid (1 minuut) heeft hij een zekere zóne doorloopen, die op de kaart door een lijn begrensd kan worden en le homoseïste genoemd wordt. Ware het epicentrum een punt, de inwendige bouw van het land homogeen, het topografisch reliëf zwak, en beschikten wij over betrouwbare tijdwaarnemingen, dan zouden de homoseïsten cirkelvormig blijken te zijn en dus drie punten van één homoseïste voldoende om het epicentrum te bepalen. Fig. 177. Bepaling van het epicentrum uit drie plaatsen waar op hetzelfde oogenblik de aardbeving van Herzogenrath waargenomen werd. (Naar v o n L a s a u 1 x, uit Montessus de Ballore.) 292 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Von Lasaulx heeft deze methode bij de, ook in een! gedeelte van ons land gevoelde, aardbeving van Herzogenrath van 22 Oktober 1873 toegepast. (Fig. 177). Die aardbeving werd op drie plaatsen: Station Herzogen-i rath, Mijn Kampenen en Richterich op hetzelfde tijdstip gevoeld, waaruit von Lasaulx de gevolgtrekking maakte, dat het epicentrum ten W. van Pannesheide lag. Op 24: Juni 1877 had weer een aardbeving plaats, waarvan het epicentrum in de buurt van Herzogenrath lag. Fig. 178.&**v Afschuivingen in Zuid-Limburg. (Volgens F. H. van Rummelen). XII AARDBEVINGEN 293 Von Lasaulx heeft beide aardbevingen aan bewegingen langs een afschuiving, „F e 1 d b i s s" genaamd, toegeschreven. Deze afschuiving loopt over Nederlandsch grondgebied langs Brunssum en Sittard. (Fig. 178). Het is door de moderne ontwikkeling der seismologie (aardbevingsleer) hoe langer hoe meer duidelijk geworden, dat er eigenlijk geen puntvormige epicentra bestaan, en in het laatstgenoemde geval van Herzogenrath kan daarvan zeker niet gesproken worden, indien een verschuiving langs een breukvlak de oorzaak van de aardbeving was. Gebieden, niet enkele punten, komen bij een aardbeving primair in beweging en van deze epicentrale gebieden uit, plant zich de beving naar alle richtingen over de aardoppervlakte voort en wel als gevolg van de inhomogeniteit van de steenschaal in haar samenstelling en bouw, in het algemeen niet even vlug in de verschillende richtingen. Het epicentrum is dus tegenwoordig een theoretisch begrip, het is een punt op het aardoppervlak, van waaruit de aardbeving zich schijnt voort te planten; het heeft zijn beteekenis behouden bij de beschouwing van de voortplanting eener aardbeving over den geheelen aardbol. De eerste isoseïste of pleistoseïste zal gewoonlijk het gedurende de aardbeving primair bewogen gebied meer of minder nauwkeurig omvatten en haar vorm is gewoonlijk elliptisch of onregelmatig lang gestrekt. (Fig. 179). Bij het in kaart brengen van de pleistoseïsten van verschillende aardbevingen in hetzelfde gebied blijkt, dat deze gesloten krommen dikwijls een gemeenschappelijke as bezitten. Een vergelijking met de geologische kaart leert ons, dat die as bijna steeds met een tektonische lijn samenvalt, welke gewoonlijk ontstaan is door een afschuiving, soms door een opschuiving, dat zij dus in beide gevallen de snijlijn van een breukvlak met de oppervlakte is. De meeste aardbevingen ontstaan door bewegingen langs reeds bestaande breuken, terwijl in sommige gevallen gedurende de aardbeving nieuwe breuken gevormd worden. De tot nu toe behandelde aardbevingen hadden alle Epicentra van Aardbevingen in de^lndischen Archipel van 1909—1919. Geologie 20 296 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE groote stootgebieden, ontstonden tengevolge van dislocaties in de steenschaal en worden tektonische aardbevingen genoemd. In het vorige hoofdstuk leerden wij plaatselijk optredende aardbevingen kennen, die een vulkanische uitbarsting inleiden. Zij strekken zich nooit ver van het epicentrum, dat Fig. 179. Gebieden waar verschillende naschokken gevoeld werden van de aardbeving van lnverness (Schotland) in 1901. (Naar C. Davison) in dit geval wel puntvormig genoemd mag worden uit en worden toegeschreven aan werkingen van het magma dicht bij de oppervlakte, waarschijnlijk in de kraterpijp. Dit zijn de veel minder gevaarlijke vulkanische aardbevingen. Eindelijk zijn er gevallen bekend, waarin kunstmatige of natuurlijke holen instorten en als gevolg daarvan aardbevingen met een uiterst beperkt stootgebied optreden: instortingsaardbevingen. In mijndistricten en kalksteengebieden komt dit verschijnsel nog al eens voor. XII AARDBEVINGEN 297 MICROSEISMEN. BEGINSEL EN DOEL DER SEISMOGRAFEN Een geheel nieuw inzicht in het wezen der aardbevingen, vooral van de wijze van voortplanting der aardbevingstrillingen, heeft zich pas ontwikkeld, nadat in 1894 von Rebeur-Paschwitz kon aantoonen, dat door een zelfregistreerend instrument een aardbeving in Japan en een in Venezuela, in Straatsburg opgeteekend waren. Wel waren sinds lang toestellen in gebruik, die hetzij de richting van den stoot moesten opteekenen (het oudst bekende dateert van 136 vóór Chr. uit China) of nauwkeurig den tijd moesten vaststellen waarop de eerste schok plaats greep, maar eerst in de laatste jaren zijn instrumenten (seismografen) ^ geconstrueerd, waarmede ver verwijderde aardbevingen I automatisch geregistreerd konden worden. Men wist, dat ; de aardbevingstrillingen zich door de aarde moesten voortplanten en begreep, dat de stof waardoor zij zich voort! plantten invloed moest hebben op de wijze van voortplanting. Omgekeerd was echter ook te verwachten, dat ! uit den aard der opgeteekende trillingen, sommige eigen[ schappen van de doorloopen middenstof zouden kunnen worden afgeleid. Sterke aardbevingen roepen verschillende soorten van trillingen te voorschijn, die zich van den haard (hypocentrum) door de aarde — en van het epicentrum langs de j oppervlakte der aarde — voortplanten. Een dusdanige aardbeving brengt de geheele aarde en dus ook het geheele l aardoppervlak in trilling. Natuurlijk zijn de bodembewegingen, ver van het epicentrum zeer gering, zoodat ze slechts * door zeer gevoelige instrumenten opgeteekend kunnen wor1 den. Voor den leek is het echter begrijpelijker, dat een instrument uiterst gevoelig gemaakt kan worden, dan dat een beweging waaraan de geheele aarde deelneemt al opgetee\ kend kan worden. Want wanneer de aarde trilt, doen alle I' voorwerpen die daarop staan aan de schommeling mee, en willen wij op een bepaalde plaats een beeld van de bodem- 298 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bewegingen hebben, dan is het noodig dat er tenminste één punt ten opzichte van die bewegingen stilstaat. Er moet dus een lichaam aanwezig zijn dat in rust verkeert en! onder hetwelk de bodem beweegt. Een zwevend, stilstaand lichaam, van waaruit de bodembewegingen nagegaan zouden kunnen worden, zou voor dit doel het ideaal zijn. Daar dit echter niet te verkrijgen is, moet men zich behelpen met een inrichting, die het best aan de wet der traagheid voldoet. Dat is een slinger met een zware massa, die bij seismografen stationnaire massa genoemd wordt. (Fig. 180). Fig. 180. Hef principe van den seismograaf. Zuiver stationnair, d. w. z. op haar plaats blijvend, is die massa natuurlijk niet. Is de slinger lang, dan is de slingertijd (periode) groot, en wanneer de bodem en daarmede het ophangpunt, snel trilt, zal dat op den slinger weinig invloed uitoefenen. Maar zoodra de periode van de bodemtrillingen nagenoeg gelijk wordt aan de periode van den slinger, zal de slinger eigen bewegingen gaan uitvoeren, waardoor de XII AARDBEVINGEN 299 Lstationnaire" eigenschap van den slinger verloren gaat. Om dit zooveel mogelijk tegen te gaan, moet men de slinigerlengte zeer groot nemen. Volgens een opgave van Sieberg hebben de bodemtrillingen tengevolge van aardbevingen perioden van 1,5 tot 66 seconden. Een gewone slinger met een periode van 60 seconden zou ± 900 M. lang moeten zijn. Afgezien van het feit, dat zulk een slinger toraktisch niet te maken is, zou hij toch nog bij zeer langzame bewegingen van den bodem gaan meeslingeren. In Italië zijn nog verscheidene seismografen met lange slinfgers van 15—20 M. en meer in gebruik, waaraan gewichten kan honderden KG. hangen, welke slechts gebrekkig aan hun doel beantwoorden. [ Een eenvoudig middel, om in een klein bestek een slinger van onbeperkte slingerlengte te hebben, bestaat in het geSmuk maken van zoogenaamde horizontale slingers. Men kan deze toestellen vergelijken met een deur die een weinig scheef hangt, doordat het bovenste scharnier iets over het onderste uitsteekt. Zulk een deur, die dus om een, fiets van den loodrechten stand afwijkende as draait, heeft léén bepaalden evenwichtsstand, waarbij haar zwaartepunt fen de beide ophangpunten in een verticaal vlak liggen. | De periode van een dergelijken slinger (fig. 181) komt overeen met die van een gewonen slinger, welke een lengte heeft gelijk aan den afstand van het zwaartepunt (G) tot het snijpunt (C) van een loodrechte lijn door het zwaartepunt met het verlengde van de verbindingslijn (as) der beide ophangpunten (A en B) van den zoogenaamd horiizontalen, maar eigenlijk scheeven slinger. Door den hoek i zeer klein te maken, verkrijgt men hetzelfde effect als met een zeer langen slinger. De aequivalente slingerlengte L van den horizontalen slinger wordt uit de formule: L = berekend. Voor een equivalente sin i [ slingerlengte van 900 M., die met een periode van 60 sec. I overeenkomt, zou bij een lengte van / van 90 cM. de hoek i ± 3£ boogseconden moeten zijn. 300 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 181. Schema van een ,horizontalen" slinger. XII AARDBEVINGEN 301 Het voordeel van deze instrumenten is tweeledig. In een zeer klein bestek heeft men een toestel met een onbeperkt groote slingerlengte, en door de verandering van den hoek i Kan het instrument voor trillingen van bepaalde perioden ■bijzonder gevoelig gemaakt worden. Men gebruikt gewoonlijk eenige stellen horizontaal-slinfcers waarvan sommige beter kortperiodische, andere beter ■jangperiodische bodembewegingen opteekenen. Maar toch tullen deze slingers in veel gevallen eigen bewegingen gaan uitvoeren. Om dat euvel tot een minimum te beperken, werd Hoor Wiechert een remmende inrichting, de zoogenaamde demping, bij de seismografen ingevoerd. Eerst hierdoor lirerkreeg men zeer bruikbare seismografen. I Om de bodembewegingen te registreeren heeft men beftialve de besproken „stationnaire massa" nog een vergrootingsinrichting noodig, welke hetzij mechanisch, door middel van een stel hef boomen, of optisch, met spiegels en een lichtstraal werkt, en bovendien een registreerinrichting die gewoonlijk uit een ronddraaienden cylinder bestaat, welke hetzij met beroet papier of met een lichtgevoelige papiertsoort bespannen is, waarop dan een fijne punt krast of een lichtstraal inwerkt. Deze cylinder is natuurlijk vast met den ■bodem verbonden en gedurende de registreering van een aardbeving beweegt hij zich ten opzichte van de stationnaire massa. Daar de cylinder niet alleen om zijn eigen as ■draait, maar ook zeer langzaam zijdelings verschoven wordt, Izal gedurende den tijd, dat de bodem rustig is, een schroefIvormige lijn op het papier getrokken worden. Ten slotte heeft het toestel nog een inrichting waardoor [bijv. elke minuut een tijdteeken op de papierstrook gemaakt (wordt. Dat is van het allergrootste belang, want daardoor pas kunnen uit de opgeteekende aardbevings-diagrammen Ifseismogrammen) nauwkeurige tijdsbepalingen van het opl treden van de aardbeving en, zooals wij aanstonds zullen ■ zien, afstandsbepalingen van het epicentrum opgemaakt [ worden. De horizontale slingers worden steeds paarsgewijze ge- 302 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE bruikt (fig. 182) en wel zoo, dat de e ven wichts vlakken der beide slingers een rechten hoek met elkaar vormen. Gewoonlijk wordt de eene N-S, de andere E-W opgesteld. Daardoor worden dan de horizontale bodembewegingen in twee componenten opgeteekend, en uit die twee compo- Fig. 182. Een stel horizontaal-seismografen van Bosch in het seismologisch paviljoen te De BÜt. 1 = lengte v. d. horizontaal slinger. G = stationnaire massa van 25 Kg. V = vergrootingsinrichting. r = registreerinrichting. d = dempingsinrichting. nënten kan de richting, van waar uit de eerste stoot kwam, berekend worden. Voor de registreering, van de verticale XII AARDBEVINGEN 303 bodembewegingen is een verticaal-seismograaf (fig. 183) noodig welke volgens een ander principe geconstrueerd is. Helaas ontbreekt deze op sommige aardbevingsstations. Uit de twee horizontale componenten kan wel opgemaakt worden, in welke richting het epicentrum ten opzichte van het waarnemingsstation ligt, maar niet aan welke zijde daarvan. Men kan dus wel daaruit bepalen, dat het epicentrum bijv. in een NW-SE gericht vlak dat door het waarnemingspunt gaat gelegen is, maar niet of het Noordwestelijk of Zuidoostelijk daarvan te zoeken is. Deze twijfel kan slechts met behulp der verticale componente opgelost worden. Fig. 183. Schema van een seismograaf ter registreering van de verticale componente. DE SEISMOGRAMMEN Wordt in een waarnemingsstation een sterke aardbeving geregistreerd, waarvan het epicentrum zeer ver verwijderd, bijv. op 2000 KM. afstand, ligt, dan wordt niet slechts één uitslag opgeteekend, maar een reeks van trillingen aangeteekend. Het seismogram vertoont dan een zeer ingewikkelde golflijn. Langzamerhand heeft men geleerd die golflijn te lezen, haar in fazes in te deelen en tevens een voorstelling te krijgen van de wijze van haar ontstaan en van de 304 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE voortplanting der trillingen door de aarde en langs hefl aardoppervlak. De eerste stoot wordt driemaal geregistreerd: le. door longitudinale trillingen, die zich van de aardbevingshaard] (het hypocentrum) door de aarde voortplanten met een snelheid van 7-14 KM. per sec.; 2e. door transversale trillingen, die denzelfden weg volgen, maar met een geringerd snelheid — van 4-7y2 KM. per sec. — en 3e. door lange golven, die zich van ljet epicentrum uit over het aardopper-] vlak met een constante snelheid van 3,5 KM. per sec. voortplanten. Over den aard dezer lange golven is men het nog] niet eens, maar gewoonlijk worden zij met golven op een] wateroppervlak vergeleken. Zoodra de longitudinale trillingen bij het waarnemings- j station aankomen, wordt de faze der „eerste voorloopers"] opgeteekend; de transversale trillingen komen later aan en j geven een ander karakter aan de opgeteekende lijn, zijl teekenen de „tweede voorloopers" op; nog later wordt 'door! lange golven de faze van de „hoofdstoring" ingeleid en nog lang daarna vertoont het seismogram golvingen, die langzaam uitsterven. De eerste voorloopers blijken kortperiodische (1-10 sec.) I trillingen van kleine amplitude te zijn, de tweede voorloopers bezitten gewoonlijk een iets grootere periode (10 en] meer sec.) en een grootere amplitude, en de opteekening j van de hoofdstoring begint met langperiodische (20-26 sec.) golven van veel grootere amplitude. Deze indeeling van het I seismogram is van den Japanschen seismoloog Omori af-] komstig. De tijdstippen van het optreden der eerste en tweede! voorloopers en' van de hoofdstoring worden gebruikt, om I den afstand van het epicentrum tot het waarnemingsstation I te bepalen. Laska heeft een regel gegeven, die een ruwe ] schatting van den epicentralen afstand mogelijk maakt. I Noemt men P den tijd, in minuten uitgedrukt, waarop I de eerste voorloopers inzetten, S den tijd in minuten van I het begin der tweede voorloopers en X den afstand van I XII AARDBEVINGEN 305 het waarnemingsstation tot het epicentrum in megameters flOOO KM.) dan is: X = (S — P) — 1. ïn De Bilt werd de groote aardbeving van Avezzano in Midden-Italië van 13 Januari 1915, 's morgens als volgt geregistreerd: P = 6 h. 55 m. 33 sec.; S = 6 h. 57 m. 54 s. (fig. 184). Passen wij hierop den regel van Laska toe, dan vinden wij S — P = 2 m. 21 s. of ± 2,35 m. ien X = 1,35 X 1000 KM. = 1350 KM., terwijl die afstand, baar Dr. G. van Dijk mij mededeelde, 1285 KM. bedraagt. Fig. 184. Seismogram van de aardbeving van 13 Januari 1915 in Middenmalië (Avezzano). Opgeteekend door een horizontaalseismograaf van Bosch te De Bilt. Oost-West component» HET INWENDIGE DER AARDE [■ Wij hebben in het eerste hoofdstuk de aardkern als een [zwaardere massa dan de steenschaal leeren kennen. Het is |vrij zeker dat druk en dichtheid in de aarde naar binnen Koenemen. Meende men vroeger dat deze toename continu geschiedt, de seismogrammen hebben geleerd dat dit niet [het geval is. Er moeten in de aarde discontinuïteitsvlakken [of relatief dunne schaalvormige overgangszones voorhandden zijn. Een belangrijk discontinuïteitsvlak ligt vermoede- 306 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 185. Voortplanting van aardbevingstrillingen door de aarde en langs het aardoppervlak. XII AARDBEVINGEN 307 Verklaring van fig. 185. P ss eerste voorloopers (longitudinale trillingen) S ss tweede voorloopers (transversale trillingen) L =s lange golven (langs de oppervlakte der aarde) E = Epicentrum, lijk op ± 3000 k.m. diepte en scheidt de aardkern van de omhulling waarin eveneens discontinuïteitsvlakken schijnen voor te komen. Deze bouw der inwendige aarde zou dan tot gevolg hebben, dat een aardbeving zich niet volgens een rechte lijn van het hypocentrum door de aarde voortplant, maar langs een naar binnen zwak gebogen lijn, die aan het discontinuïteitsvlak (resp. aan de vlakken) gebroken en teruggekaatst wordt. In fig. 185 is met deze nieuwe opvattingen rekening gehouden maar zijn eenvoudigheidshalve slechts de gebroken, niet de teruggekaatste stralen geteekend. Wat is nu de oorzaak der aardbevingen? Aangezien uit dieptebepalingen der hypocentra volgt dat deze niet diep in de aarde gelegen zijn, moet worden aangenomen dat de aardbevingen in de onderste deelen van de lithosfeer ontstaan. Er treedt primair een beweging onder in de lithosfeer op, die zich in enkele gevallen, bijv. bij de aardbeving van San Francisco in 1906 en in Mino-Owari in 1891, tot aan de aardoppervlakte voortplant. Elke aardbeving is het gevolg van breukvorming of van een beweging langs reeds bestaande breuken. Bij uitzondering plant deze beweging zich tot aan de aardoppervlakte voort. Secundair ontstaat tengevolge van deze bewegingen steeds een trilling in den bodem, die zich door de geheele aarde voortplant, als trilling opgeteekend wordt door de seismografen en als zoodanig ook gevoeld wordt in de nabijheid van het epicentrum. Waarom nu onder in de lithosfeer bewegingen optreden is niet bekend. Misschien hebben zij hun ontstaan te danken aan werkingen in het magma. 308 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE De trillingen, welke de 2e voorloopers in het seismogram opteekenen, worden als transversale trillingen opgevat. Zijn zij dat werkelijk, dan schijnt het alsof men daaruit zou mogen opmaken, dat de inwendige aarde vast is, want slechts door vaste lichamen kunnen zich transversale trillingen voortplanten. In het vorige hoofdstuk leidden onze beschouwingen tot het aannemen van een onder de steenschaal doorloopende magmazone18), hier tot de hypothese van een vasten toestand der inwendige aarde. Deze tegenspraak wordt echter opgelost wanneer wij met Hobbs aannemen dat er geen magmabolschaal onder de lithosfeer voorkomt, maar dat er nu hier, dan daar, tijdelijk en plaatselijk magma, d.w.z. gloeiend vloeibare stof, ontstaat door ontlasting van verticale druk van de aardkorst. Wij zouden dit denkbeeld ook aldus kunnen uitdrukken, dat er onder de lithosfeer geen magma-zone volgt maar dat daaronder de aarde in latent-magmatischen toestand verkeert. De aardbevingsleer heeft tenopzichte van den toestand der inwendige aarde tot nu toe waarschijnlijk gemaakt, dat er discontinuiteitsvlakken in de aarde aanwezig zijn, met name dat er een kern aanwezig is, die een andere elasticiteit bezit als de daarbuiten gelegen schaal. Verder is zeker, dat in de aarde stoffen moeten voorkomen, die veel zwaarder zijn dan de gesteenten van de aardkorst en wijzen de ijzermeteorieten er op, dat in de aarde waarschijnlijk nikkelijzer voorkomt. In den laatsten tijd is van verschillende zijden beproefd, de inzichten die uit de seismologie verkregen zijn, in overeenstemming te brengen met een stoffelijke indeeling der aarde in verschillend samengestelde concentrische zones. Nieuwe denkbeelden hieromtrent zijn medegedeeld door Tammann, Goldschmidt en Linck. De inzichten van Linck zijn weergegeven in het schema fig. 186. Voor de verspreiding der aardbevinggebieden verwijzen wij naar het wereldkaartje No. 6. De hoofdtrillingsgebieden XII AARDBEVINGEN 309 vallen samen met de zones, welke in het tertiaire tijdperk [51] geplooid werden (zie wereldkaartje No. 7). Aangezien die gebieden de tegenwoordig meest bewegelijke gedeelten van de aardkorst uitmaken1, is het niet te verwonderen, dat daar vooral aardbevingen voorkomen. Verhoud i-no Sa-mensteUiTif der massa's _ -^KristallijTT Silikateti 8 Silikaten Nfkkelijzer 13 ■ \Awot( Nikkel ijzer 9 i Fig. 186. De bouw van het inwendige der aarde in zones. Schaal 1 : 100.000.000. In fig. 187 blz. 294 en 295) is de verspreiding der epicentra der aardbevingen in Ned. Oost-Indië, gedurende de jaren 1909—1919 opgeteekend door seismografen te Weltevreden en in Malabar (hoogvlakte van Bandoeng), aangegeven volgens de onderzoekingen van den Nederlandschen seismoloog S.W. Visser. 310 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE En hoe was het nu vroeger met aardbevingen gesteld? Zijn er bewijzen te vinden, dat ook vroeger de bodem trilde? De vele oude breukvlakken met wrijfspiegels en wrijfkrassen zullen wel niet ontstaan zijn zonder dat een siddering door den bodem ging. Het bewijs, dat een breukvlak oud is, kan niet bij alle verschuivingen waarvan wij een hooge ouderdom vermoeden geleverd worden. Maar in een geval (fig. 188), waarin bijv. een complex van lagen tot en met [511] door afschuivingen gebroken is en waarover [512] zonder storingen ligt, is het duidelijk, dat na afzetting van [511] eerst breukvorming vervolgens een vereffening plaats vond, en daarna pas afzetting van [512]. De ouderdom dier breukvorming ligt dus tusschen [511] en [512] in en daarmede ook de ouderdom der daarmede gepaard gegaan zijnde aardbevingen. Fig. 188. Bepaling van den ouderdom van breuken. Fossiele aardbevingen zijn dus wel bekend. Er zijn echter nog andere bewijzen daarvoor gevonden. In losse bodems worden door een aardbeving soms gapende spleten gevormd; soms over een groot deel van het pleistoseïstische gebied'(fig. 189). Op den duur worden die gapende spleten opgevuld met los materiaal, dat er van boven inspoelt. Diller beschreef in 1890 sedimentaire afzettingen in Californië waarin min of meer loodrechte zandsteengangen met fossielen optreden en Pavlov ontdekt in Rusland in de provincie S i m b i r s k loodrechte gangen, die met glauconietvoerend zand, dat fossielen van oligoceenen ouderdom XII AARDBEVINGEN 311 [5113] bevatte, gevuld waren. Deze gangen loopen dwars door horizontale kleilagen van den ouderdom [431] (neocoom). Deze beide met gruisgesteenten opgevulde gangen worden als echte fossiele aardbevingsspleten beschouwd. In het laatstgenoemde geval moet de aardbeving plaats gevonden hebben tusschen [431] en [5113]. Fig. 189 Aardbevingsspleten in Rowmari. (Naar R. D. Oldham, uit Montessus de Ballore) Het is echter niet gezegd, dat zulke gangopvullingen steeds van boven naar beneden plaats grijpen, want er zijn gevallen bekend, waarin door een aardbeving grondwater aan de oppervlakte gebracht werd, dat zand uit den lossen bodem meesleurde en zandkegels ophoopte. Soms ontstonden daarbij kratervormige openingen op den top van den zandkegel. Met behulp van water ontstonden aldus door Geologie 21 312 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE een aardbeving vormen, welke eenige overeenkomst met „maaren" vertoonen, maar veel kleiner zijn. Het opvullingsmateriaal der pijpen of spleten, waarboven deze zandkegeltjes liggen, kan echter in dit geval ouder zijn dan de bovenste lagen die doorbroken worden. Men kent ook fossiele zandsteenpijpen, bijv. op het eiland Anglesey, welke door Hobbs als gevolgen van fossiele aardbevingen beschouwd worden. Daar zij door carbonische lagen heenbreken en door jongere carbonische afzettingen bedekt worden, moet haar vorming in het carboontijdperk [341] plaatsgegrepen hebben. XIII. BERGVORMING „En tectonique, ['embryologie sort de 1'anatomie" E. A r g a n d. (In de tektonische geologie volgt de ontwikkelingsleer uit den inwendigen bouw). N de geologie verstaat men onder bergvorming niet hetzelfde als in de aardrijkskunde. Van een plateaulandschap, dat het proces der" schiervlaktevorming ondergaat, zullen op een zeker oogenblik enkele geïsoleerde resten overgebleven zijn, welke de geograaf bergen noemt. Zulke bergen ontstaan dus door erosie, maar onder „bergvorming", verstaat de geoloog het ontstaan van een verhevenheid boven de omgeving door tektonische bewegingen (dislocaties) in de steenschaal. Later vallen zulke verhevenheden aan de erosie ten prooi en ontstaan ruïnes van tektonische gebergten, bijv. het Juragebergte, de Alpen, de Himalaya. In hoofdstuk III hebben wij de elementen der tektonische geologie leeren kennen; hier zullen nu de samengestelde bouw van gebergten en het mechanisme der gebergtevorming, het hoe en waarom van die vorming besproken worden. BREUKGEBERGTEN Opheffingen van gebieden, door nagenoeg verticale breuken begrensd, noemt men horsten, gedeelten van de steenschaal welke daarbij minder of niet mede gerezen, of die langs steile breuken gedaald zijn, slenken. Het is moeilijk uit te maken, hoe in een bepaald geval de absolute zin van de beweging geweest is; immers indien 314 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE drie naast elkaar liggende strooken van de steenschaal zich alle naar boven bewegen, maar de twee buitenste meer dan de binnenste, zal een slenk tusschen twee horsten gevormd worden. Relatief is een slenk echter ten opzichte van een horst steeds gedaald. De meeste geologen schrijven het ontstaan van een breukgebergte, dat uit een reeks van relatief opgeheven en gedaalde gedeelten (schollen) bestaat, aan primair radiale bewegingen toe. Een voorbeeld van zulk een gebied is de slenk van het Boven-Rijndal, die tusschen de beide horsten Vogezen en Schwarzwald ligt. (Fig. 190). De gebruikelijke verklaring van dit gebied is de volgende. Door rek in de steenschaal zouden breuken ontstaan zijn en daarna zou het middelste gedeelte door zijn eigen gewicht zijn gaan zakken. Vfeemd is bij deze verklaring zeker dat zakken door eigen gewicht; E. Suess nam, om zich dat te kunnen voorstellen, aan, dat in de diepte holten gevormd werden en dat deze de oorzaak van het verschijnsel zijn. Stellen wij ons voor, dat zulke holten met magma of met magmatische gassen gevuld waren, die beide onder hoogen druk stonden, dan is het wel denkbaar, dat na de vorming van breuken door rek, het magma naar boven drong en erupties veroorzaakte, terwijl gelijktijdig een slenk zakte. Inderdaad heeft er effusie van stollingsgesteenten in de Rijnslenk plaats gevonden, waarbij het vulkanische Kaiserstuhl-gebied gevormd werd. Maar het is duidelijk, dat door het uitwerpen van deze effusiegesteenten niet genoeg ruimte werd gemaakt, om de geheele Rijnslenk te doen dalen. Dat „zakken door eigen gewicht" is dus voorloopig nog niet afdoende verklaard. Indien richting en helling van een breukvlak bekend zijn, weten wij nog niet, hoe de beweging langs dat vlak plaats gevonden heeft, want deze kan bijv. langs een verticaal breukvlak, horizontaal, scheef of verticaal zijn. Hier komen ons de wrijfkrassen op de verschuivingsvlakken te hulp, welke wij als gefixeerde momentopnamen van de beweging kunnen beschouwen. XIII BERGVORiMING 315 ƒ. Aa-n het elr>de r.h onolercarboon f3-illj \ Fig. 190. Het ontslaan van den slenk van het Rijndal, (Naar C. S c h m i d t.) 316 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Salomon is onlangs met een reeks van leerlingen begonnen in het breukgebied van Vogezen en Schwarzwald de breukvlakken in kaart te brengen en daarbij, waar dat mogelijk was, behalve de richting en helling van de verschuivingsvlakken, ook de richting der wrijfkrassen te bepalen. Die onderzoekingen worden nog voortgezet, maar er is reeds gebleken, dat veel der ongeveer N—S loopende breukvlakken van de slenk van het Rijndal naar onderen divergeeren en dus onder Vogezen en Schwarzwald wegschieten, en voorts, dat van de breukvlakken, die in dit groote breukveld dwars op de eerste, dus W—E verloopen, ongeveer de helft wrijfkrassen vertoonen, waarvan de horizontale bewegingscomponente grooter is dan de verticale. Van die helft stijgt het grootste deel naar het midden van Voarloopig wordt uit deze feiten de gevolgtrekking gemaakt, dat het mechanisme van de vorming der Rijndalslenk niet zoo eenvoudig is, als men zich dat vroeger voorstelde, en dat tangentiaalbewegingen in de aardkorst daarbij een rol hebben gespeeld. Andreae, Salomon en J. Walther stellen zich voor, dat de beide horsten Vogezen en Schwarzwald door tangentiale drukkrachten in de aardkorst naar elkaar toe geschoven zijn, en dat zij gedurende die beweging langs steile breukvlakken omhoog stegen. Dat geschiedde niet „en bloc" voor het geheele Schwarzwald en de geheele Vogezen, maar scholsgewijze: de eene schol steeg hooger en naderde meer het midden van de slenk, de andere minder, terwijl de slenk zelve naar beneden geperst werd. (Fig. 191). Ook tegen deze nieuwe verklaring bestaan bezwaren. Bij zulke steile overlangsche breukvlakken, als aan de randen van de Bovenrijnsche laagvlakte gevonden worden, moet de drukkracht grootendeels als wrijving verloren gaan. Bloesch wees er op, dat bij een helling van het breukvlak van 80°, ongeveer 981/., % van de kracht door wrijving geabsorbeerd wordt en vraagt zich af, of in dat geval niet veeleer een plooiïngsgebergte gevormd zou worden. XIII BERGVORMING 317 PLOOI INGSGEBERGTEN Bijna alle hooge ketengebergten der aarde zijn door plooiïng ontstaan. Waar het er ons hier om te doen is, te trachten een inzicht te verkrijgen in het mechanisme der gebergtevorming, kunnen slechts de best bekende gebergten als voorbeelden dienen. Vluchtig verkende bergketens kunnen nooit bewijsmateriaal leveren voor bepaalde theorieën over bergvorming blechts door minutieuse detailstudie kan men het mechanisme der bergvorming leeren begrijpen. Fig. 191. Het ontstaan van een slenk door naar elkaar toe werkende tangentiale krachten. De best bekende gebergten zijn tegenwoordig de FranschItahaansche en Zwitsersche Alpen en het Ju ra-gebergte, terwijl van de meer vereffende gebergten vooral de Appalachen in het Oosten der Vereenigde Staten, Schotland en de Ardennen bijzonder goed bestudeerd zijn. 318 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Als het eenvoudigste type van een plooibundel heeft steeds het Juragebergte in Frankrijk en Zwitserland gegolden en al is nu bij nader onderzoek gebleken, dat het eigenlijk vrij ingewikkeld gebouwd is, dan mag daaruit niet de conclusie getrokken worden, dat er dan wel andere meer eenvoudige plooiïngsgebieden zullen bestaan, want daartoe ontbreken voorloopig nog de noodige detailstudies; in 't algemeen heeft men zich vroeger het plooiïngsmechanisme veel te eenvoudig voorgesteld. Fig. 192. Schema van den plooibundel van het Juragebergte. [Naar Alb. Heim.) XIII BERGVORMING 319 Een bestudeering van het Juragebergte en van de Appalachen leert ons het ABC der tektonische geologie kennen, en men doet voorloopig het beste zich aan de uitgebreide geologische detailstudies over deze gebieden te houden. HET JURAGEBERGTE. (fig. 192 en 196) In de buurt van Chambéry, ten Noorden van de Isère, scheidt de Juraplooibundel zich van de Alpen af. De Alpen buigen hier naar het Oosten om, terwijl aanvankelijk slechts drie naar het Noorden loopende anticlinalen het Juragebergte vormen. Spoedig verbreedt zich de plooibundel, die ten NW van Genève reeds 15 anticlinalen telt. De Juraplooibundel buigt dan NE-waarts om en eindigt in één enkele keten: de L a g e r n ten N. van Zürich. De plooibundel is sikkelvormig en aan de NW-zijde sterker gebogen dan aan de SE-zijde. De tektonische elementen, waaruit het gebergte bestaat, zijn anticlinalen die voor een groot gedeelte naar het W., NW. en N. overhellen, plooiopschuivingen, vooral in het NE.-gedeelte, en horizontale transversaalverschuivingen. Waar de plooien onsymmetrisch zijn, hellen zij bijna steeds naar de buitenzijde over, en door de meeste plooiopschuivingen zijn laagcomplexen van de binnenzijde naar de buitenzijde over andere heengeschoven. Het geheel maakt den indruk, alsof een kracht, van het SE komend, den plooibundel gevormd heeft, en deze in het NW. een tegenstand ontmoette; daarom wordt de SE.zijde de binnen-, de NW.-zijde de buitenzijde genoemd. De geplooide Jura wordt verdeeld in een aan de binnenzijde liggende strook, de Ketenjura, die uit steile plooiruggen, plooidalen en plooiverschuivingen bestaat, en een aan de buitenzijde liggende zone, de Plateaujura, met breede, flauwere plooien (zie fig. 196). De binnenzijde heeft klaarblijkelijk het meest te verduren gehad van tangentiale drukkrachten. In het zuidelijk gedeelte komen rechte. 320 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ~™ en scheeve plooien voor (fig. 138, 139 en 193), in het Noordelijk gedeelte overhellende plooien en plooi-overschuivingen. Hier was dus de samenpersing het meest intensief. (Fig. 194). Fig. 193. Een gedeelte van de Ketenjura. (Naar Steinmann) Dwars door den plooibundel van de Ketenjura loopen tien horizontale transversaalverschuivingen, die doorj Alb. Heim beschreven zijn. (fig. 192). Eenige er varJ loopen door alle plooien van de Ketenjura heen, de andere snijden slechts eenige anticlinalen en synclinalen. Al deze j verschuivingen staan scheef op de plooirichting: in het; XIII BERGVORMING 321 iZuiden snijden zij de ketens onder een hoek van 70°, in het [Noorden onder een hoek van 30°. Verlengt men die breuken naar het Zuiden, dan snijden zij elkander nagenoeg in éen punt, dat ten Zuiden van het meer van Genève ligt. In alle tien gevallen is steeds de Oostzijde van den plooibundel ten opzichte van de Westzijde naar het Noorden verschoven. Fig. 194. [Profiel door het Zuidelijk deel van den nieuwen Hauensteintunnel, ten iV. van Olten, Zwitserland. (Naar A. Buxtorf) Uit deze wijze van verschuiving volgt, dat de ketens langer geworden zijn. (fig. 195). Heim meent, dat de transversale breuken ontstonden door de, bij het langer worden der ketens optredende overlangsche rekspanningen. [ Voor de middelste vezels van de Ketenjura berekende Heim een verlenging van 10 KM.; in plaats van 320 KM., is de booglengte 330 KM. geworden. Waarom de ketens juist een boogvorm moesten aannemen aal aanstonds uiteengezet worden, nadat wij het Noordelijk deel van het Juragebergte beter hebben leeren kennen. ! Een opvallend verschijnsel, waarop het eerst door Steinmann is gewezen, treedt ten SW van Bazel op. Daar kijn eenige ketens achter elkaar verder naar het Noorden boogvormig vooruit geschoven dan Westelijk en Oostelijk waarvan. Dat gedeelte ligt juist in het Zuidelijke verlengde 322 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE van de Rijndalslenk (fig. 196). Ten Oosten wordt dit ge-j bied begrensd door breuken, die de Zuidelijke voortzetting] van de breuken aan den Westrand van het Schwarzwald vormen; ten Westen wordt een breuk verondersteld in het verlengde van de breuken aan den Oostrand der] Vogezen. Het langer worden van een plooi door waaiervormig gerangschikte horizontale-transversaal-verschuivingen, gepaard gaande met eenzijdige verschuivingsrichting. (PlattegrondI) Klaarblijkelijk bestond de slenk van de Bovenrijnsche laagvlakte al, toen de Noordelijkste plooien van de Ketenjura hier gevormd werden, zoodat deze in de gezonken! strook gemakkelijk konden vooruitdringen. Daarentegen is de Ketenjura ten Oosten van de groote I N-S verloopende Schwarzwald-randbreuk blijkbaar met] groote kracht tegengehouden. Hier werd de eene opschui-j ving achter de andere gevormd (fig. 194), er ontstond een] Fig. 195. Fig. 196. Voor het juiste verloop der anticlinalen raadplege men fig. 191. XIII BERGVORMING KJ GO 324 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE schubstructuur, en van een eenvoudig plooitype is in dit gebied geen sprake meer. Ten Zuiden van het Schwarzwald, dat uit oude kristal-j lijne gesteenten bestaat, ([34] en ouder), liggen vlakke] sedimenten die tot de Trias [41], de Jura-formatie [42] en| het Tertiair [51] behooren. Zij lagen vroeger ook op hetj Schwarzwald, maar op dit hoog opgeheven gedeelte vielen zij spoedig ten prooi aan de erosie en zijn nu verdwenenJ Aan de randen van het Schwarzwald ziet men, hoe de Trias, en wel de groep [411], op de oude kristallijne gesteenten rust en hoe de laagvlakken flauw naar het Zuiden] hellen. Die vlakliggende groep van sedimenten: [41] -|[42] -4- [51], vormt de Tafeljura, waarop de Ketenjura ge-j schoven is. Deze opschuiving is van groote beteekenis, en] werd reeds door Mühlberg in profielen geteekend vóór-| dat zij door den bouw van den nieuwen, diepliggenden] Hauenstein tunnel (fig. 194) blootgelegd was. Menj heeft in dezen tunnel kunnen constateeren, dat lagen uit de groep [412] onmiddellijk op lagen uit de groep [512] (opper-mioceen) rusten. Wanneer wij het kaartje van den Juraplooibundel (fig. 196) beschouwen, zien wij, dat, het dichtst voor de Keten-] jura, het Schwarzwald ligt, een in hoofdzaak kristallijne massa. Verder af liggen de V o g e z e n, en ten Westenl van den plooibundel liggen de uitloopers van het P1 a-I t e a u-C e n t r a 1 in Frankrijk. Dit zijn alle drie resten van een lang vóór de Juraketens gevormd gebergte, het hercynische gebergte, dat in het carboontijdperk [34] geplooid werd en later vereffend is. Alle drie gebieden zijn als horsten te beschouwen, althans als hooger gelegen schollen van een vereffend en naderhand gebroken gebied. Wat Oostelijk van het Centraalplateau en wat Zuidelijk van Vogezen en Schwarzwald lag, is gedaald, en die inzinking verliep klaarblijkelijk boogvormig, want tusschen het Centraalplateau en de Vogezen komt tusschen de Saöne en dei Doubs nog een klein deel van het hercynisch geplooide kristallijne gebergte aan den dag. XIII BERGVORMING 325 De tangentiale drukkracht, die uit het zuiden of zuidoosten op de oorspronkelijk vlakliggende sedimenten van het Juragebergte werkte, perste deze tot plooien op, die tegengehouden werden door de thans bedekte voortzetting der boogvormige reeks van hoog gelegen hercynische schollen. De plooien moesten zich aan de voorhanden ruimte aanpassen en moesten dus wel noodgedwongen eveneens een boogvorm aannemen. Daar eohter de samenpersing van den Juraplooibundel in het Noorden veel sterker is dan in het Zuiden, lijkt het waarschijnlijker, dat de horizontale drukkracht, welke het gebergte vormde, hoofdzakelijk een Zuid-Noordelijke richting had. Met zulk een drukrichting [zijn mechanisch ook in overeenstemming de richtingen der door Heim beschreven horizontale transversaalverschuiivingen. Buxtorf heeft er op gewezen, dat de vorming van de Ketenjura zeer waarschijnlijk geen diepgaand plooiïngsverschijnsel is. De stratigrafie van het Noordelijke deel van het Juragebergte is als volgt: [51] —• Tertiair [422] — Malm -f Dogger [421] — Lias [413] — Keuper [412] — Muschelkalk [411] — Buntsandstein Daaronder liggen kristallijne gesteente [34], zooals zij [in het Schwarzwald voor den dag komen. | Nu is het merkwaardige van de plooiïng van de Ketenjura, dat in de kernen der anticlinalen nooit een ouder sediment aangetroffen werd dan de bovenste lagen der [groep [412]. Deze groep wordt hier onderverdeeld in 5 afdeelingen: [412.5], [412.4], [412.3], [412.2] en [412.1]. De afdeeling [412.2] heet hier anhydrietgroep en bestaat uit mergel en kleisteen met anhydriet (CaS04), gips RCaS04 + 2 H20) en steenzout (NaCl). Overal waar een steenzouthorizon in een geplooid com- Geologie 22 328 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE plex van lagen optreedt, is iets bijzonders gebeurd. Steenzout schijnt zich tenopzichte van druk te gedragen als ijs: het wordt zeer gemakkelijk plastisch, wat men aan oplossen en weer uitkristalliseeren toeschrijft. In de plaats van regelatie bij ijs treedt hier rekristallisatie van steenzout op. De zoutlagen in de groep [412.2] waren gedurende den druk uiterst plastisch en zij werkten klaarblijkelijk als glijlaag, waarover het daarboven liggende gesteente gerimpeld werd. Op den kristallijnen ondergrond [34] bleven normaal liggen [411] en [412.1] ; [412.2] diende als smeer- [ 5" middel, en de hooger liggende lagen 412.4 , [413], [421], L 3J [422] en [51] werden geplooid. De aanwezigheid van steenzout, dat hier dus nergens aan de oppervlakte komt, werd door boringen aangetoond; dit zout wordt 0. a. in Rheinfelden ontgonnen. Buxtorf stelde de hypothese, dat de geheele Ketenjura als „Abscherungsdecke" (opperhuidplooiïng, epidermisplooiïng), als een van den ondergrond losgerukten plooibundel opgevat moet worden (fig. 197). Uit deze zienswijze zou volgen, dat het Juragebergte slechts een dunne gerimpelde opperhuid van de steenschaal is; de oorspronkelijk vlak liggende sedimenten zijn hier tot een smalle strook samengeperst, en indien de ondergrond die samenpersing niet heeft meegemaakt — wat men volgens de hypothese van Buxtorf moet aannemen, — kan de tangentiale kracht die deze sedimenten geplooid heeft, hier niet over de geheele dikte van de steenschaal, maar slechts in een dunne bovenste zone gewerkt hebben. Het Juragebergte is een sprekend voorbeeld van het verschijnsel der tangentiale drukkrachten. Vraagt men nu, waar de kracht vandaan kwam die de Ketenjura vormde, dan luidt het antwoord: uit de Alpen, dat veel grootschere plooiïngsverschijnsel, waarvan het Juragebergte slechts een kleine uitlooper is. H. Schardt meent, dat het complex van de overschuivingsbladen der Fig. 197. ] Twee dwarsprofielen door het Noordelijk deel der Ketenjura, volgens de hypothese dat de plooiïng van het Juragebergte een oppervlakkig verschijnsel is: I Epidermisplooiïng („Abscherungsdecke"] (Naar A. Buxtorf) XIII BERGVORMING 330 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE V o o r a 1 p e n, die wij later nog even zullen noemeni (fig. 215, blz. 358-359, Chablais-zone), gedurende hun over-i schuiving in horizontale richting duwende, het Juragebergte plooiden. Deze opvatting is wel in overeenstemming met het karakter van de Ketenjura als opperhuidplooiïng, maan schijnt mij toe niet goed te passen bij de zeer intensieve] samenpersing in het NE.-deel daarvan, dat het verst van] de Vooralpen af ligt. Het Juragebergte is in het tertiaire tijdperk [51] geplooid) en wel gedurende het Neogeen [512]. Dat geschiedde echter] niet in één maal; waarschijnlijk vond een zwakke plooiïng] plaats omstreeks [5121], trad daarna een rustperiode in en had na [5122] de hoofdplooiïng plaats. De APPALACHEN 15) werden reeds bij de hercynischéj bergvorming [34] geplooid; zij zijn dus veel sterker door erosie aangetast en veel verder genivelleerd dan het Jura-] gebergte en de Alpen, omdat zij zooveel langer dan deze aan weer en wind zijn blootgesteld geweest. De Appalachen zijn de ruïne van een veel grooteren plooibundel dan het! Juragebergte. De lengte bedraagt 1400 KM., terwijl de ruimj 300 KM lange Juraplooibundel juist in het Erie-meer plaats! zou vinden. (Fig. 198). Als tektonische elementen vindt men daar plooien enj opschuivingen; vooral in het Zuidelijk gedeelte spelen opschuivingen een groote rol. Deze vertoonen eigenaardig gebogen vormen, welke men ook in andere gebergten, zooals de Ardennen en de Alpen, en in den laatsten tijd ook] in de Jura, gevonden heeft, en welke Ed. Suess listrischei vlakken noemde. DE ALPEN Behandelden wij het Juragebergte als een voorbeeld van* een schijnbaar eenvoudig gebouwd plooiïngsgebergte, de Alpen vertoonen complicaties, waarvan men voor een XIII BERGVORMING 331 veertigtal jaren geen begrip had. Zij zijn het van waar uit de leer der dekbladen zich verspreid heeft, een theorie die als weinige in het gebied der natuurwetenschappen een feegetocht door de wereld maakt. Nog zijn er geologen, die aan de juistheid ervan twijfelen, maar allen die zich de Fig. 198. Structuurkaart van den plooibundel der Appalachen. (Naar Baily Willis) 332 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE moeite gaven hun twijfel aan de werkelijkheid der grootsche Alpennatuur te gaan toetsen, werden bekeerd. Om het begrip dekbladen duidelijk te maken, willen wijl een gebied beschouwen ten N. en ten S. van de Walensee in Zwitserland, en, om het in al zijn grootschheid te zien en het mechanisme van dit plooiïngsverschijnsel te begrijpen, zullen wij daarna het gebied der Penninische Alpen waarin o.a. Mt. Rosa, Dt. Blanche en Matterhorn liggen, in vogelvlucht bekijken. M. Bertrand, de geniale Fransche geoloog, had in Noord-Frankrijk groote o verschuivingen gevonden, waar4 mede hij in 1884 de Alpen in het Zwitsersche kanton Glarus vergeleek. Hij is de eigenlijke grondlegger van de dekbladen-theorie. Maar hij liep zijn tijd vooruit; zijn voor-! stelling van den bouw der Glarner-Alpen scheen te revolu-i tionnair. In 1893 werd door H. Schardt de meening uitgesproken en in profielen uitgedrukt, dat een groot deel der Zwitsersch'e Alpen tusschen de meren van Thun en van Genève over jongere sedimenten geschoven was. Maar eerst nadat M. Lugeon in een schitterende synthese in 1902 de geheele Zwitsersche Alpen van het standpunt der dekbladentheorie beschouwd had, begon dit begrip wortel tel schieten. HET SANTISGEBERGTE Wij willen onze beschouwingen beginnen met een prachtig voorbeeld van een kleinen plooibundel aan den Noordrand der Zwitsersche Alpen: het Santisgebergte. Er zijn: weinig gebergten, die zoo mooi geplooid zijn als dit geH bergte ten Zuiden van de Bodensee. De oorzaken hier-i van zijn: 1° de goede gelaagdheid der gesteenten en 2° del herhaalde afwisseling van meer en minder plastische gesteentelagen. Dit gebergte, dat in het Mioceen- [512] en Plioceen-i [521] tijdperk geplooid werd en daardoor opgeheven uit zijn omgeving, ondervindt reeds lang de werking der erosie. De harde lagen werden bloot gelegd en hielden soms land XIII BERGVORMING 333 stand, totdat eindelijk de loodrechte en overhangende kalkmanden neerstortten. De diepe inkervingen, welke door de erosie gevormd werden, brengen den inwendigen bouw aan liet licht. Wij kunnen natuurlijke doorsneden door plooiruggen en plooidalen waarnemen, maar moeten veel anticlinale ombuigingen als luchtlijnen in de dwarsprofielen [teekenen en synclinale ombuigingen onder den bodem doortrekken. Beide aanvullingen in de profielen zijn echter meer pan fantasie. Daar de plooiruggen en plooidalen culminaties en depressies vormen, werd hier een laag, elders een hoog gedeelte van dezelfde anticlinale of synclinale blootgelegd, zoodat voor de reconstructie der profielen de natuurlijke inkervingen elkaar zijdelings aanvullen. [ De Santisplooibundel (fig. 199) is slechts ruim 30 KM. lang, en bestaat in hoofdzaak uit 6 anticlinalen, waartus- Fig. 199. Plooibundel van hel Santisgebergte. De anticlinalen zijn genummerd (I—VI); de daarmede min of keer evenwijdig verloopende stippellijnen geven het verloop Her synclinalen weer; dwars door den plooibundel loopen horizontale transversaalverschuivingen. (Naar A1 b. Heim.) 334 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE schen 5 synclinalen liggen. Van sommige dezer plooiruggen -scheiden zich neven-anticlinalen af, bijv. van I en van IÜ. In het SW ontwikkelt zich de plooibundel uit 3 anticlinalen die naar NE uit elkaar wijken. De anticlinale VI sluit zich zuidelijk daarbij aan, en tusschen III en VI ontwikkelen zich de plooiruggen IV en V. De plooien zijn zeer steil en ineengedrongen. De fotografie, fig. 200, geeft een der mooiste opnamen, welke van een reeks van opeenvolgende plooien bestaan. Het verloop van de harde kalklaag, die in scherpe, grillige vormen afbrokkelt, is gemakkelijk te volgen. Zeer opvallend wordt door deze laag het verschijnsel van den gereduceerden middenvleugel gedemonstreerd, vooral in de anticlinale IV. (fig. 201). De meeste plooien in het Santisgebergte hellen naar het NW over; de tangentiale kracht door welke het gevormd werd, kwam uit het S E of S. Beschouwen wij nog eens den plattegrond van den plooibundel, dan valt ons op, dat er talrijke dwarsbreuken in voorkomen; het zijn horizontale transversaalverschuivingen. Eén ervan loopt scheef door den geheelen plooibundel en hierlangs is het Oostelijk deel ten opzichte van het Westelijk deel naar het Noorden verschoven. Men heeft de wrijfkrassen van deze groote verschuiving op den breukwand van het Oostelijk deel der anticlinale V waargenomen en daarbij is gebleken dat zij bijna horizontaal loopen en iets naar het Noorden hellen. Ook deze transversaalverschuivingen zijn dus het gevolg van tangentiaal werkende drukkrachten en haar ontstaan moet toegeschreven worden I aan den ongelijken weerstand van het niet meegeplooide I gebied, dat vóór het Santisgebergte, d.w.z. ten NW. daarvan ligt. Deze kleine plooibundel vestigt den indruk, alsof de afzettingsgesteenten, waaruit hij bestaat nog liggen ter plaatse waar zij gesedimenteerd werden. Vroeger meende men dan ook, dat dit zoo was. Nu weten wij echter, dat het geheele samenstel van plooien, waaruit het Santisgebergte I bestaat een overschoven massa is, en dat de Santisplooi- I bundel tot een dekblad behoort. XIII BERGVORMING 335 Fig. 200. Drie anticlinalen van den plooibundel van het Santisgebergte. Wildhauser Schafberg. (Opn. A r n. Heim) Fig. 201. Dwarsprofiel door drie anticlinalen van den plooibundel van het Santisgebergte. Wildhauser Schafberg. (Naar A 1 b. Heim). 336 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE In het Santisgebergte treden uitsluitend lagen van de groep [43] (Krijt) op, en aan de randen kan men waarl nemen, dat ook de groep [511] (hier Flysch genoemd) aan de plooiïng deelgenomen heeft. Deze jongste lagen zijn echter in het gebergte zelf door erosie verdwenen, omdat zij bovenop lagen en zacht zijn. Aan den NW-rand van den plooibundel en vooral aan het Westelijk einde daarvan is waargenomen, dat onder de laaggroep [43] de laag [511], die oorspronkelijk daarboverJ lag, wegduikt. Een nadere beschouwing van de gebergten, die ten W. en ten S. van den Santisplooibundel liggen, leerfl ons, dat het geheele Santisgebergte een kop van een dekblad is. Om dit ingewikkelde verschijnsel duidelijk te maken, wil-] len wij eerst een reeks schematische teekeningen beschouwen, waarin een dekblad afgebeeld is, met een tot op nul gereduceerden middenvleugel. Men vergelijke de figuur 202! met het onderste profiel in fig. 30. Op het bovenste plaatje] van fig. 202 zijn twee dekbladen (I en II) van geheel ver4 schillenden vorm zwevend voorgesteld, terwijl op het midi delste plaatje de omhulling dezer dekbladen door de gestippelde laag aangegeven is. Stellen wij ons voor, dat het dekblad I uitsluitend uit de laaggroep [43] samengesteld is, en dat het omhullende gesteente uit [511] bestaat. Aan den bouw van het dekblad I nemen 3 lagen deel; samen vormen] zij aan den kop van het overschuivingsblad drie anticlinale™ Het geheel is dus een liggende plooi, waarvan de onderstel vleugel tektonisch uitgewalst en bijna overal tot op nul gereduceerd is. Het dekblad II is door den druk van het daarboven liggende dekblad I uitgewalst en eindigt, na eenige onderbrekingen, in een afgeknepen anticlinaalkopl Stellen wij ons nu voor, dat op een gebied met een] inwendigen bouw als die der beide bovenste plaatjes vaJ fig. 202, de erosie gaat werken, en dat de gestippelde lagen] [511] zachter zijn dan de rest, dan kan na verloop van tijd daaruit een landschap ontstaan als in het onderste plaatje van fig. 202 geteekend is. Wij naderen in onze beschouwing] XIII BERGVORMING 337 Fig. 202. Schema van dekbladen ontstaan door plooi-overschuioing. Boven: zonder de jongste meegeplooide laaggroep. Midden: met deze laaggroep. Beneden: nadat de erosie op dit gebied gewerkt heeft. 338 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE nu de werkelijkheid en moeten er daarom op wijzen, dat in het aangenomen geval in het onderste plaatje het bovenvlak en het rechter zijvlak door de natuur blootgelegd zijn, en dat de linkerzijde een kunstmatige doorsnede voorstelt, die ons den samenhang van de beide andere doorsneden duidelijk maakt. Uit deze voorstelling blijkt nu wel, hoe het mogelijk is, dat (in het rechter zijvlak) onder een normale opeenvolging van de drie lagen [43] in het pakket I een gesteente [511] verschijnt, dat ook boven deze lagen voorkomt, verder in de diepste synclinalen optreedt en eindelijk vóór de laatste anticlinale ombuiging ligt. Kenden wij slechts de door de erosie blootgelegde plooien in de linkerhelft van het bovenvlak, dan zouden wij den indruk krijgen, dat die plooien zijn ontstaan ter plaatse waar de sedimenten [43] en [511] afgezet werden. Maar indien wij dan in een diepe terreininsnijding (rechts) onder dezelfde laaggroep [43] weer het gesteente [511] aantreffen, zal dat reeds tot nadenken moeten stemmen. Het geval van het Santisgebergte is ingewikkelder dan dat van de schematische voorstelling in fig. 202, omdat de plooien daarin niet evenwijdig aan elkaar verloopen, maar in het SW samenloopen en tenslotte onderduiken (fig. 199). In de voortzetting van den Santisplooibundel naar het SE en ten deele NW daarvan, komen echter steile bergen, die uit [43] bestaan, uit een omgeving van L511] te voorschijn. Laat ons eerst een schematische voorstelling beschouwen van den inwendigen bouw van dit gebied, zooals men zich dien tegenwoordig voorstelt (fig. 203). In het NE begint het schema in het midden van den Santisplooibundel en wij zien daarop de 6 anticlinalen waarvan No. 3 zich in tweeën gesplitst heeft. Naar het SW eindigen die plooien in één punt en ten NW daarvan verschijnt een ingewikkeld geplooid complex van lagen [43], dat in het schema door een afgeknepen anticlinaalkop eenvoudiger voorgesteld is, dan het zich in werkelijkheid voordoet. Ten SW daarvan is in 2 blokken de voortzetting van het dekbladengebied XIII BERGVORMING 339 eveneens aanmerkelijk eenvoudiger geteekend, dan de natuur het boetseerde. Het schema is zoo voorgesteld, alsof het geplooide dekbladengebied het geheele stereogram in beslag neemt, en er daarna evenwijdige mooten op onderling ongelijke afstanden en van verschillende breedte uit gesneden zijn, waarna zes blokken overbleven. Het zijn dus niet zes uit elkaar geschoven blokken, maar de afstanden, welke tusschen elk paar liggen, bestaan ook in werkelijkheid in dezelfde verhouding. De bovenste laag, die aan de plooiïng deelnam [511], is boven het oppervlak van de door drie lagen voorgestelde groep [43] weggelaten, maar daaronder wel geteekend. Denken wij nu de gestippelde laag [511] weer op haar plaats, ook boven het oppervlak van [43] en vervolgens het geheel door erosie aangetast, dan ontstaat daaruit het landschap dat in fig. 204 schematisch weergegeven is. De erosie heeft een diepe insnijding door de breede synclinale in de twee voorste blokken van fig. 203 blootgelegd. Die insnijding, waarvan de voet met den Noordoever van de Walensee samenvalt, snijdt dit breede plooidal scheef ten opzichte van de plooirichting en voorts ook scheef ten opzichte van een verticaal vlak. Aan dit erosie-oppervlak, dat door de punten P, Q en R van fig. 203 loopt, heeft de synclinale van Am den (fig. 204) haar blootlegging te danken. Wij zien op fig. 204, die het werkelijke landschap vereenvoudigd weergeeft, hoe de gestippeld voorgestelde laag [511], welke ten NW van den Santisplooibundel en van zijn voortzetting naar het SW aan den dag treedt, onder de synclinale van, Amden naar beneden schiet, bij Weesen onder den spiegel van de Walensee verdwijnt, en verder naar het Oosten daaruit weer opduikt, steeds trouw de basis van de groep [43] in het dekblad I begeleidend. Verder verschijnt de groep [511] (Flysch) in de diepere deelen der synclinalen, als resten van het normaal op Krijt [43] liggende Flysch [511]. Dat het geheele Santisgebergte een gedeelte van een dek- De^te^ en oan zijn voortzetting naar Sw 8 ' ' 1 ^ilL'L." felen.de oPPervlakte van [43] (Krijt) weglaten O GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDT? Fig. 204. Schematische voorstelling van het Westelijk gedeelte van den Santisplooibundel en van zijn voortzetting naar SW. W = Weesen, A = Amden, J = Alt-St. Johann. XIII BERGVORMING co tb. 342 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE blad is, volgt vooral uit den vorm van den dagzoom derJ laaggroep [511], welke onder de synclinale van Amden ] onder het Krijt [43] doorloopt en in de steile wanden van] de Curfirsten, aan de Noordzijde van de Walensee te] voorschijn komt. Het jongere [511] ligt dus over groote uitgestrektheid onder het oudere [43]. De laaggroep [512] welke in Zwitserland Molasse genoemd wordt heeft niet j aan de plooiïng deelgenomen en bestaat uit mergel, zand- j steen en conglomeraat. Deze conglomeraten dragen hier 1 den naam van Nagelfluh (Spijker(koppen)rots). Deze groep [512] was reeds afgezet vóór dat het Santis-j dekblad hier uit het S of SE naderde; volgens eenige geologen was zij reeds op zich zelf geplooid en gedeeltelijk ] geërodeerd, volgens anderen werd zij pas door het tangen-1 tiaal er tegen aan drukkende Santisdekblad opgericht. De laag [511] is in den steilen wand der Curfisten in ] werkelijkheid veel dunner dan zij in onze schematische] figuren geteekend is. Zij is tektonisch sterk gereduceerd,] hier en daar tot op nul, en behoort tot den gereduceerden middenvleugel van een groote liggende plooi.] (Fig. 30). Onder het dekblad I ligt een tweede complex van lagen] bestaande uit de groep [43], waaronder het bovenste gedeelte van de groep [42] ligt en waarboven de laag [511] volgt. Die sterk uitgewalste laag [511] behoort dus zoowel ] tot den gereduceerden middenvleugel van de liggende anti-j clinale I, als tot den bovenvleugel van het daaronder] volgende dekblad II. Dat het complex II ook weer een] dekblad is, blijkt niet uit het behandelde gebied; bewijzen] daarvoor zijn ten SW daarvan gevonden. Het dekblad I, het Santisdekblad stijgt in de Curfirsten] naar het SE en heeft over de breedte van de Walensee reeds] zulk een hoogte bereikt, dat het ten S daarvan niet meer] terug te vinden is. Het moet eenmaal boven de thans daar ] liggende bergen gelegen hebben, maar is door erosie ver-] dwenen. Pas 25 KM. verder naar het Zuiden wordt de groep [43] ] XIII BERGVORMING 343 ■Krijt) weer teruggevonden, maar zooals ons blijken zal, mag het daar liggende Krijt niet met het Santisdekblad door een luchtlijn verbonden worden. DE GLARNERALPEN. (Fig. 207, blz. 326-327). In de C a 1 a n d a, de berggroep ten NW. van Chur, vindt ■mem weer lagen uit de groep [43] terug. Laat ons eerst dit fcebied en de NW. daarvan liggende bergen beschouwen, ir-aartusschen het dal van Vattis ligt, dat door de Tamina ■litgeschuurd werd. (Fig. 205). In het dal van Vattis treden kristallijne gesteenten aan den dag, waarvan de ouderdom waarschijnlijk [341] is. Zij Biggen, waar zij eens gevormd werden, wat men autochthoon ■oemt en worden normaal bedekt door de laaggroepen [41], [42] en [43], die voordat de erosie het dal der Tamina ge■chapen had, boven Vattis een anticlinale welving vormden, toaarboven vindt men in de Calanda liggende plooien, geIvormd uit de laaggroepen [42] (Malm) en [43] (Krijt). E)e plooien dragen ten deele het karakter van plooioverfcmivingen, met name de bovenste, en daarvan is dus de Imiddenvleugel weer tot op 0 gereduceerd. I Deze D r a c h e n b e r g-overschuiving maakt in dit profiel een luchtreis, maar de profiellijnen zijn allerminst uit de lucht gegrepen. Laagje voor laagje is de bovenste plooi Iran de Calanda vergeleken met de gesteenten van den ■rachenberg en Aelplikopf en zij bleken volkomen overeen te stemmen. I Het eigenaardige van deze groote plooioverschuiving, of zoo men wil van dit kleine dekblad, is, dat de anticlinale Imbuiging bestaat uit de lagen [43] en [42] en dat haar kop wegduikt in Flysch [511]. Flysch ligt dus er onder, er ■oor en er boven. Daar de laaggroep [511] gemakkelijker fcrweert dan de gesteenten [42] en [43], werd die anticlinale kop door de erosie zeer fraai uit het weekere gesteente gepeld. (Fig. 206). I Boven de groep [43] lag dus de laaggroep [511]. [Geologie 23 w Q < < es w N Z O Z w o z 2 w o z ■< OS w > w E- z < < a ui O Fig. 205 Dwars-profiel door de Calanda en de Drachen-overschuiving. Links de Aelplikopf, het aequivalent van den Drachenberg. (Naar M. Blumenthal). XIII BERGVORMING 345 Beschouwen wij nu het gebied van Vattis tot aan de Walensee, fig. 207 (blz. 326-327), dan blijkt, dat hier boven het Flysch een veel ouder gesteente ligt, en wel [342], Verrucano. Wij vinden dus in dat groote gebied niet normaal [342] en daarboven achtereenvolgens [41], [42], [43] en [511], maar onderaan [511] en vlak daarboven [342]. Fig. 206. De Drachenberg ten N.W. van Vattis, Zwitserland. [ De kop van een plooioverschuiving. (Naar Tolwinski] Dit is een geweldige liggende plooi, een plooioverschui|ving met 35 KM. amplitude (overschuivingsbreedte). I Het achterste blok van ons diagram omvat het E-deel kan het beroemde G/arner-dekblad. Niet overal ligt hierin padelijk [342] boven [511], maar op sommige plaatsen nemen sterk uitgewalste en gekneede resten van [42] deel 346 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE j aan den bouw van den zoo sterk gereduceerden middenvleugel. Het voorste blok van het diagram fig. 207, omvat hetj middelste gedeelte der Glarner overschuiving. Geheel] rechts is hierop in het Zuiden de „wortel" van het dekblad] te zien, de plaats waar de groote liggende plooi met hetj autochtone gebied verbonden is; geheel links vinden wijl de Molasse [512] terug, die wij al uit het stereogram van] het gebied ten N van de Walensee kennen; en ten SE,] rechts daarvan verschijnt de synclinale van Amden. Aangezien de liggende plooien bij Vattis nog direct met] het autochtone gebied verbonden zijn (achterste blok in fig. 207 rechts) en het groote Glarner-dekblad daaroverheen gaat, dit zelf echter in het N onder het Santisdekblad wegduikt, moet de wortel van het Santisdekblad nog Zuidelijker liggen en is de amplitude van deze overschuiving nog grooter. DE HELVETISCHE DEKBLADEN ■ Op overzichtelijke wijze geeft het schema, dat zoo mees-] terlijk door P. Arbenz ontworpen en geteekend is, (fig. J 208) den bouw van het NE-deel van Zwitserland weer. Rechts ligt het autochtone gebied, met een kern van kristallijne gesteente (ouder dan [342]) daarover dej autochtone bedekking door de sedimenten [41], [42], [43]] en [511] en daarvoor, d.w.z. ten Noorden daarvan, het dekbladen gebied, dat verschillend gevormde dekbladen bevat,] welke alle achter het autochtone gebied, dus ten Zuiden daarvan hun wortelgebied bezitten. De drie dekbladen-] groepen I, II en III heeten Helvetische dekbladen; tot III] behoort o.a. het Santisdekblad, tot I het GlarnerdekbladJ In het achterste blok zijn schematisch twee typische vormen voorgesteld, die de erosie dikwijls uit dekbladen i blootlegt. Bij F is een tektonisch „venster" geteekend, eenl erosiegat door een dekblad, waardoorheen men op denj bodem een lager tektonisch element ziet; ten Westen daar- >< ra w po O < O ?o s o 348 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE van is een erosiegat geteekend, waarin nog een alleenstaande berg overgebleven is, die op zijn top een rest van ] een dekblad draagt. Die geïsoleerde rest wordt een tektonische „klip" genoemd. Bij IV zijn eenige steile bergen voorgesteld, welke uit] een geheel ander gesteente bestaan dan de overige. Hun j ouderdom is [42] en [43], maar zij bezitten een andere! facies. Deze gesteenten zijn vertegenwoordigers van een diepzee- of abyssische facies, terwijl in het Santisdekblad neretische en bathyale facies optreden. Soortgelijke gesteenten van denzelfden ouderdom vindt men aan den Zuidrand der Alpen, in de buurt van het meer van Lugano terug. Een dekblad met veel grootere amplitude dan de reeds be-1 schouwde, moet eenmaal over de helvetische dekbladen] heengeschoven zijn; van de diepst liggende gedeelten daar-j van bleven tot op den huidigen dag eenige restjes alsj klippen gespaard. De berggroep bij IV stelt schematisch dej Mythen in de buurt van Schwyz voor. Omdat van dit dek-j blad veel tektonische klippen als getuigen zijn overgebleven, kreeg het den naam van klippendekblad. DE HERCYNISCHE MASSIEVEN Al eenige malen noemden wij het autochtone gebergte j in Zwitserland. Hiertoe behooren een reeks van massieven,] welke in hoofdzaak uit kristallijne gesteenten bestaan enj in een min of meer elliptischen dagzoom te voorschijn] treden. Wij noemden den ouderdom dezer gesteenten i „ouder dan [342]". In deze massieven, die hoofdzakelijk uit graniet en gneis en andere kristallijne schisten bestaan! komen op enkele plaatsen duidelijk herkenbare sedimen-j ten van carbonischen ouderdom [341] voor, welke hier enj daar lenzen van anthraciet met plantaardige fossielen be-i vatten. Deze sedimenten [341] zijn geplooid in de kristalj lijne gesteenten, maar zij liggen er discordant op (fig. 20a en 210). Uit deze discordantie wordt de gevolgtrekking gemaakl dat de kristallijne schisten reeds opgericht waren, reedi XIII BERGVORMING 349 een gebergte vormende beweging hadden ondergaan, voor] dat de lagen uit het Carboon [341] daarop afgezet werden. Bergvorming, erosie, afzetting van planten-insluitende-lagen van boven-carbonischen ouderdom [3412 + 3413], vond achtereenvolgens plaats. Daarna persten tangentiale bewegingen in de aardkorst het geheel weer samen, waardoor de carbonische sedimenten in spitse synclinalen in het kristallijne gebergte geklemd werden en ditzelf in één richting een druksplijting (clivage) verkreeg. Deze beide orogenetische bewegingen hadden in het anthracolithicum [34] plaats en daarbij werd in Europa het hercynische gebergte gevormd, waartoe, o.a. het Centraal-plateau van Frankrijk, de Vogezen en het Schwarzwald behooren. In de Westalpen treden resten van dit gebergte aan den dag in een boogvormige reeks van mas; sieven: Mercantour - Pelvoux - Grandes Rousses - Belledonne Mont Blanc - Aiguilles Rouges - Aarmassief (zie fig. 213). Na de vorming van het hercynische gebergte had een vereffening plaats, het land zonk onder den zeespiegel, marine ^sedimenten transgredeerden discordant over het vereffende gebied en achtereenvolgens werden daarover afgezet [342] (niet overal), [41], [42], [43] en [511]. Gedurende al dien jtijd traden geen orogenetische bewegingen in de Alpen op. Na de afzetting van [511] begon de vorming der helvetische dekbladen, en de plooiïng der sedimentaire bedekking der massieven. De mesozoïsche sedimenten [4] en het Flysch [511] lagen reeds voor de alpine plooiïng discordant :op de vereffende rompen van het oude hercynische gebergte, en na de plooiïng natuurlijk ook. (Fig. 209). Niet alleen in dwarsprofiel maar ook in plattegrond kan men die discordantie waarnemen. De plooirichtingen der hercynische en alpine plooiïng zijn in de Alpen niet streng evenwijdig, zoodat de oude en nieuwe plooibundels elkaar onder een kleinen hoek snijden. Sterk overdreven is dit voorgesteld in onze beide schematische figuren 209 en 210. 350 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Fig. 210. XIII BERGVORMING 351 Bijschriften bij fig. 209 en 210. Schema der discordanties in de Zwitsersche Alpen. Door de hercynische plooiïng werd [342] (er had in de figuur moeten staan [3412] en [3413], samen boven-carboon) geplooid. Discordant daarover liggen de geplooide sedimenten [41] tot en met [511], die bij de alpine plooiïng gevouwen werden. Fig. 210. De ondergrond der in fig. 209 voorgestelde boven-carbonische, geplooide sedimenten. De wortels der helvetische dekbladen liggen vlak achter, d.w.z. ten SE en S van de hercynische massieven, en deze dekbladen zelf werden klaarblijkelijk door een tangentiaal werkende kracht gedwongen om over de hercynische rompen heen te schuiven, waarna zij aan de N en NW-zijde daarvan tot rust kwamen. De hercynische massieven werkten als stootblokken, waarover de helvetische dekbladen heen geschoven werden en waarachter andere dekbladen zich opstapelden. Wij vatten de genoemde reeks van hercynische massieven daarom op als de ruggegraat der Westalpen. DE PENNINISCHE ALPEN Thans willen wij een deel van het alpengebied behandelen, dat gedeeltelijk in Frankrijk en Italië, gedeeltelijk in Zwitserland achter de hercynische, autochtone massieven tot dekbladen opgestapeld werd. Dit is het gebied der Penninische Alpen, dat door den genialen Argand ontward werd, nadat Gerlach en Lugeon reeds veel voorbereidend werk hadden geleverd. Om dit gebied tektonisch te begrijpen, moet een andere beschouwingswijze, dan wij tot nu toe volgden, ingeslagen worden. De dekbladen zijn hier zóóveel grooter, hun afmetingen zijn zóó geweldig, dat men slechts van een zeer 352 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ;i verheven standpunt het geheel kan omvatten. E. Argand heeft dat standpunt gevonden. Evenals plooiruggen en plooidalen culminaties en depressies in overlangsche richting vertoonen, is dat met dekbladen het geval, maar hier op veel grooter schaal. De dekbladen der Penninische Alpen zijn zoo groot enj dik, dat nergens een dal diep genoeg ingesneden is, omj een dwarsprofiel bloot te leggen, ■ ofschoon de rivieren in dit deel der Alpen aanzienlijke terrein-insnijdingen gemaakt] hebben, bijv. het dal van Zermatt. Indien de dekbladen hier vlak lagen, zou dan ook hun bestaan niet bewezen hebben kunnen worden. Maar zij hebben steile culminaties en depressies, en daardoor kon de erosie hier in een culminatie de basis van een dekblad blootleggen, elders in een] depressie het bovenste gedeelte van hetzelfde dekblad aan-] snijden. In zeer hooge culminaties legde de erosie de diep-] ste dekbladen bloot, in zeer lage depressie bleven nog resten, klippen, van de hoogste dekbladen gespaard. De groote moeilijkheid bij het ontraadselen van dit gebied was,] om dit schijnbaar eenvoudige principe van de stijging enj daling der dekbladen in overlangsche richting, dat denj bouw der Penninische Alpen beheerscht, uit de natuur af] te leiden. Daarvoor was wel een blik noodig, die nietj slechts de vele boomen, maar ook het bosch zag. Het ge-] lukte Argand om de helling der lagen in dwarsprofiel te onderscheiden van de helling, welke door de culminaties enj depressies in overlangsche richting gevormd wordt. Hij vond het principe van de uittreding der plooiassen („sortiej axiale"), waaraan het Penninische gebied zijn eigenaardige» bouw te danken heeft, en toen hij dezen sleutel in handen] had, kon hij langs constructieven weg de slechts gedeeltelijk zichtbare dwarsprofielen aanvullen, (fig. 211), door dej laaggrenzen der dagzoomen in de richting der plooiassen te projecteeren. Aangezien hij de helling en richting der plooi-] assen overal op het terrein kon waarnemen, hebben zijn voor een groot deel geconstrueerde, dwarsprofielen, ongeveer dezelfde waarde als onze gewone dwars-doorsneaen. XIII BERGVORMING 353 Argand vond, dat het gedeelte der Penninische Alpen, waarin o.a. de hooge toppen Dent-Blanche, Matterhorn en Monte Rosa liggen, gebouwd is zooals het schema fig. 212 aangeeft. Fig. 211. Dagzoom en dwarsprofiel van een samengestelde liggende plooi, waarvan de plooiassen stijgen: het principe van het uittreden der plooiassen dat volgens de onderzoekingen van E. Argand, den bouw der Penninische Alpen beheerscht. Hij onderscheidt zes dekbladen, die alle liggende plooien zijn, zonder reductie van den middenvleugel 1B); boven ligt de Dent-Blanche dekplooi (VI), daaronder volgen: V, Monte-Rosa dekplooi, IV Groote St. Bernhard-dekplooi, en de drie door den Simplontunnel aangesneden dekplooien III, II en I. 354 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE ue renniniscne Amen looDen van «jenua Dooavormie aan den binnenrand der Aloen w H Z < < Q w O o Fig. 218. Schema van den bouw van West-Europa van de Alpen tot Schotland. XIII BERGVORMING 371 geosynclinalen lagen, waar in langgestrekte, dalende zeebekkens sedimenten opgehoopt waren. Zoo blijkt dan eindelijk, dat inderdaad de zee het belangrijkste milieu voor de vorming van land is. HET MECHANISME DER GEBERGTEVORMING Volgens waarnemingen in de natuur vindt men in de steenschaal groote overschuivingen en groote liggende plooien. Er zijn geologen, die niet in de gelegenheid waren of geen moeite deden zich door de natuur te laten overtuigen en die redeneeren: „Ik kan mij dergelijke geweldige tektonische verschijnselen niet voorstellen en dus betwijfel ik of zij wel bestaan." Zij vragen een verklaring voor het verschijnsel en gelooven niet aan de feiten, voordat een hypothese omtrent hun ontstaan is opgesteld die hen bevredigt, terwijl zij niet eens de waarnemingen gecontroleerd hebben. Ook hier geldt het veni, vidi, vici; komt, ziet en overtuigt u; de onderzoekers, die door hun geduld-vereischend detailwerk de natuur trachten te ontraadselen, voelen de behoefte aan een verklaring van het verschijnsel veel minder, want zij weten, dat eerst nóg meer detailwerk gedaan moet worden, om het mechanisme der bergvorming volkomen te begrijpen. Alb. Heim heeft in 1878 zijn onderzoekingen over het mechanisme der gebergtevorming gepubliceerd. Wel is het geheele verschijnsel nog veel grootscher, dan hij het zich destijds voorstelde, maar zijn inzichten omtrent de veranderingen, die in de gesteenten gedurende de bergvorming optreden, zijn toch gebleken juist te zijn : Door druk worden dikwijls breuken gevormd (fig. 219), groote, kleine en microscopisch kleine. In andere gevallen zijn zachte gesteenten breukloos gedeformeerd, terwijl daartusschen liggende, hardere gesteenten wel gebroken zijn; dit laatste is aan een verschil van plasticiteit toe te schrijven. Ten slotte zijn er ook nog voorbeelden bekend, waarin 372 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE brosse, harde gesteenten, bijv. kalksteen (koolzure kalk) breukloos gedeformeerd zijn. Alb. Heim kende deze feiten uit de natuur en trok daaruit de conclusie, dat de gesteenten, welke zonder breuk gedeformeerd werden, gedurende die vormverandering plastisch geweest moeten zijn; hij stelde de theorie op, dat een druk, ontstaan door groote verticale belasting, de oorzaak dezer plasticiteit was en verklaarde dit als volgt. Fig. 219. Door druk gebroken conglomeraat Op groote diepte is een rotsdeeltje ten slotte boven zijn eigen drukvastheid belast. Maar aangezien daaromheen andere rotsdeeltjes liggen, die in denzelfden toestand verkeeren, kan het niet uitwijken. Er bestaat op die diepte een alzijdige drukverdeeling en het gesteente bevindt zich daar in een latent-plastischen toestand. Wanneer nu op zulk een gesteente bovendien nog een groote zijdelingsche druk werkt, als dislocatie-verschijnsel, ontstaan breuklooze vormveranderingen in gesteenten; de latente plasticiteit gaat dan over in een actieve. Kort samengevat, drukt Heim dit aldus uit „overbelasting maakt deformeerbaar, dislocatie deformeert." Tot deze wetten kwam hij door bestudeering van de XIII BERGVORMING 373 natuur; hij had echter niet durven hopen, dat ooit proefondervindelijk breuklooze vormverandering aangetoond zou worden. Tusschen bros en plastisch bestaat slechts een gradueel verschil. Glas, marmer en ijs noemen wij in het dagelijksche .leven bros; was, boter, pottebakkersklei, plastisch. Plastische stoffen bezitten de eigenschap door krachten, welke er van buiten op inwerkingen, vormveranderingen van blijvenden aard te ondergaan, zonder dat de samenhang der deelen verbroken wordt. Proefondervindelijk nu is aangetoond, dat ook brose stoffen plastisch gemaakt kunnen worden, o. a. marmer. Het gelukte Kick in 1892 marmer te stempelen, d. w. z. er onder een druk van 1300 atmosfeer met een stalen stempel een reliëf op te voorschijn te roepen. Adams, Nicolson en Coker hebben verschillende stoffen in dikwandige cylinders van nikkelstaai onder hoogen druk gebracht; bij een druk van 20875 KG. gelukte het een marmerzuiltje van 40 mM. hoogte en 20 mM. doorsnede in 41 uren tot een tonvorm samen te persen van 17.3 mM. hoogte en 28.81 mM. maximale dikte. Een microscopisch onderzoek van dunne doorsneden door het marmertonnetje bewees, dat een breuklooze vormverandering plaats gevonden had; en een onderzoek naar de drukvastheid bracht aan het licht, dat deze na de proef grooter was dan daarvóór. Deze deformatie geschiedde droog en bij gewone temperatuur. Bij hoogere temperatuur kon hetzelfde effect in veel korteren tijd verkregen worden. (Fig. 220). Ook de tijd speelt een rol. Hoe langzamer de druk toeneemt, des te gunstiger zijn de voorwaarden voor een plastische vormverandering. De drukvastheid der gedeformeerde zuiltjes was des te grooter, naarmate zij langzamer geperst waren: een zuiltje, dat in 64 dagen onder een bepaalden druk gebracht was, bleek een tweemaal zoo groote drukvastheid te bezitten, als een zuiltje van hetzelfde materiaal dat in 10 minuten onder denzelfden druk gebracht was. 374 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Door deze en andere proeven is bewezen, dat de theorie van Heim juist is. Druk alleen kan reeds plasticiteit ver-; oorzaken van onder gewone omstandigheden brose gesteenten. Hooge temperatuur, en deze is in de diepte aanwezig,] en lange duur van den druk werken het plastisch worden] sterk in de hand. Fig. 220. 1. Een marmerzuiltje voor en na de deformatie door druk. 2. Gedeformeerd marmerzuiltjes in de stalen buizen waarin zij onder hoogen druk stonden. De druk was geringer waar de buizen dunner waren en konden uitwijken. (Naar A d a m s uit C. K. L e i t h). Behalve deze zuiver mechanische vormveranderingen! kunnen echter ook deformaties plaats vinden door scheikundige afbraak van mineralen en' opbouw van nieuwe.] Volgens het principe van Riecke wordt op plaatsen niet XIII BERGVORMING 375 Sterken druk materie opgelost, welke daar, waar de druk geringer is, weer afgezet wordt. Bij de bovengenoemde proeven van Adams en zijn medewerkers was de druk alzijdig zeer groot, maar in één richting grooter dan in de raaarop loodrecht staande richtingen. Dit geval doet zich soms ook in de natuur voor, en dan gaat een korrelig gesteente, bijv. graniet, over in een gelaagd gesteente, bijv. [gneis, dat dan in hoofdzaak uit plaatvormige kristallen bestaat, die min of meer evenwijdig aan elkaar liggen. Is de druk echter in twee loodrecht op elkaar staande richtingen pijzonder sterk en in de derde loodrecht daarop staande richting geringer, dan ontstaan bij voorkeur stengelvormige en zuilvormige kristallen. | De hier besproken breuklooze vormverandering van gesteenten ontstaat door breuklooze vormverandering van mineralen, of door de vorming van nieuwe mineralen. I Is de druk niet zoo sterk, dan komt het voor, dat wel Ide zachtere mineralen, maar niet de hardste breukloos gedeformeerd worden. Gneis met gebroken kwartskorrels behoort tot dit verschijnsel. Het gesteente als zoodanig is dan echter toch breukloos gedeformeerd, want er loopen geen doorgaande breuken door; de druk was echter niet groot genoeg, om alle componenten plastisch te maken. De gneis bezit dan, wat men kataklaasstructuur noemt. I De theorie van Heim is juist, maar hij heeft zich vergist in de bepaling van de diepte, waarop de druk groot genoeg zou zijn, om alle gesteenten plastisch te maken. Hij meende, liat dit reeds tusschen 2500 M. en 12000 M. diepte zou geschieden, maar uit de proeven van Adams is gebleken, dat de zone, waar alles latent plastisch is, pas op 18-24 KM. [diepte begint. Het is de „zone of rock flowage" der Amerikaansche geologen, de zone waar de gesteenten als het ware kunnen vloeien; wij willen haar hier de plastische zone [noemen. [ Na de proefondervindelijke bewijzen van de mogelijkheid Geologie 25 376 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE van het plastisch worden van harde gesteenten, is het duidelijk, dat dit ook in de natuur geschied kan zijn. Nu zou men echter kunnen veronderstellen, dat de sedimenten vóór de plooiïng nog niet vast waren, maar pas daarna het steenwordingsproces hadden ondergaan. Tegen deze opvatting spreken verschillende feiten, waarvan wij er slechts enkele zullen noemen. Een rolsteen die uit kwarts of kalksteen bestaat, kan eerst gevormd zijn, nadat die stoffen als harde gesteenten aanwezig waren. In 1883 beschreef Reusch echter een door gebergtevorming geperst conglomeraat uit Skandinavië, waarin de kwartsrolsteenen tot vlakke lenzen samengedrukt waren: het gesteente, in dit geval een conglomeraat, moet dus wel hard geweest zijn gedurende de bergvorming. Sommige gesteenten zijn van den beginne af reeds hard, bijv. koraalriffen, en men vindt zeer fraaie breukloos gedeformeerde koraalkalk in de Alpen. In de met de alpine bergvorming nog meegeplooide Flysch [511] der Alpen, komen rolsteenen met duidelijk herkenbare petrefacten voor, welke tot verschillende lagen van de Juraformatie [42] behooren. Die rolsteenen kunnen slechts gevormd zijn, nadat de Juralagen als harde gesteenten door de erosie aangegrepen werden, en moeten vóór de plooiïng der Helvetische Alpen in de Flysch gebracht zijn. Vóór die plooiïng waren dus de Juralagen al harde gesteenten en na die plooiïng bleken zij op talrijke plaatsen breukloos gedeformeerd te zijn. LAATSTE OORZAKEN DER BERGVORMING Dat tangentiale bewegingen in de aardkorst plaats gevonden hebben valt niet te betwijfelen; de waarnemingen in de natuur dwingen ons, dat aan te nemen. Een andere vraag is echter: hoe ontstaan die tangentiale bewegingen? Bij de beantwoording dier vraag komen wij op het gebied der bespiegelingen. De oude theorie van Elie de Beaumont (1820) zegt, XIII BERGVORMING 377 dat de aarde sinds lang afkoelt, waardoor een kristallijne steenschaal als korst om een gloeiende kern ontstaan is. Door verdere afkoeling van de kern, krimpt deze in. De steenschaal moet dus meezakken tengevolge van de zwaartekracht, maar daar zij te groot is voor het ingekrompen oppervlak, waarop zij moet komen te rusten, treden in de aardkorst tangentiale drukkrachten op, en daardoor zouden plooien en breuken ontstaan. Overal waar de oudste, de archaïsche gesteenten [1] aan den dag treden, zijn zij geplooid. Men heeft dit verschijnsel dikwijls vergeleken met de rimpeling van de schil van een appel, waarvan de kern, het vleesch, door uitdrogen inkrimpt. Latere plooiïngen vonden slechts plaats in smalle strooke n van de aardkorst. Toen kon dus de geheele inkrimping van de kern ten goede komen aan één of twee cirkelvormige zones van de aardkorst, en het is dus niet te verwonderen, dat in die strooken, waar de tangentiale drukkrachten zich in beweging omzetten, groote plooiïngsverschijnselen, dekbladen ontstonden. Dit is de hypothese der plooiïng door contractiespanningen. Zij is eenvoudig en schijnbaar logisch. Maar wij weten niet of de praemissen, waarvan zij uitgaat, juist zijn en in elk geval kennen wij nog niet alle praemissen. In de eerste plaats gaan wij daarbij uit van een aarde, die door afkoeling ontstaan is uit een gloeiend stadium, zooals Kant en Laplace dat meenden, en dat is geenszins bewezen. Dan wordt daarbij wel gesproken van inkrimping van de kern door afkoeling, maar daarbij is „kern" een zeer vaag begrip en weten wij nog niet, wat de stoffen, waaruit zij bestaat en die onder zeer hoogen druk staan en een buitengewoon hooge temperatuur bezitten, bij afkoeling doen. Ten derde worden aan de magmazone, waarvan wij het bestaan tegenwoordig aannemen, velerlei werkingen toegeschreven, die evenwel niet voor bewijs vatbaar zijn. Door plaatselijk oplossen van de steenschaal in het magma, zooals Daly zich dat voorstelt, zal het magma ver- 378 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE anderingen ondergaan in soortelijk gewicht en temperatuurj Mogelijkerwijze ontstaan daardoor stroomingen in het magma. Het is denkbaar, dat deze stroomingen de dunnei steenschaal meenemen en zoodoende zwakke gedeelten van de aardkorst tusschen twee naar elkander toe bewogen] stijvere steenschaal-schollen samenpersen. In dat geval zouden de bergvormende bewegingen in de aardkorst! primair-tangentiaal zijn. Vele andere soortgelijke overwegingen zouden nog ten sprake gebracht kunnen worden, maar dit zou ons te verj voeren. Wel is dus aan te nemen, dat de vorming van plooi-* ingsgebergten door tangentiale bewegingen in de aardkorst geschiedde, maar naar de oorzaak dier bewegingen kunnen) wij slechts gissen. XIV. GEOLOGISCHE TIJDREKENING „Déja se pose devant nous cette trilogie inaccessible a la pensée humaine. Ie Temps, la Vie et la Mort, qui fait justement de la Geologie une science si mystérieuse et si poignante, paree que c'est elle qui s'approche le plus de ces inconnues. mais sans pouvoir les saisir." Maurice Lugeon. 1913. OEN Lord Kelvin in 1862 den ouderdom der aarde berekende uit een langzame eeuwigdurende afkoeling, volgens zijn veronderstelling van 3000° C. tot±0° C, kwam hij tot een waarschijnlijken leeftijd der aarde van 100.000.000 jaar, tusschen een minimum van 20 en een maximum van 400 millioen jaar. Zijn latere beschouwingen maakten de limiet, waartusschen het waarschijnlijke cijfer van 100 millioen jaar lag, niet kleiner, maar in 1876 vond hij den ouderdom te liggen tusschen 50 en 90 millioen jaar, in 1897 tusschen 20 en 40 millioen. De zoölogen konden zich echter met deze berekeningen van physische zijde niet vereenigen. Zij achtten het onmogelijk, dat in deze korte spanne tijds de evolutie der dierenwereld zou hebben plaats gevonden. Kelvin gaf later toe, dat zijn schattingen slechts zoolang waarde zouden hebben, als er geen andere warmtebron in de aarde bekend was dan de primaire warmte, welke daarin volgens de hypothese van Kant en Laplace omtrent het ontstaan der aarde voorhanden moet geweest zijn. Tegenwoordig echter gelooven niet alle geologen aan een dergelijke ontstaanswijze der aarde *) en meent men in het radium een . andere warmtebron ontdekt te hebben. Dit element met tot nu toe ongekende eigenschappen wierp heel wat denkbeelden omver en het bleek al spoedig een 380 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE stof te zijn, uitermate geschikt om als uitgangspunt voor nieuwe hypothesen te dienen. Onder de geologen is het vooral J. Joly, die aan de radio-j activiteit een belangrijk aandeel in de ontwikkelingsgeschiedenis der aarde toeschrijft. Zijn laatste werk „The Surface-History of the Earth" (1925) legt daarvan getuige- ] nis af. De daarin opgeworpen denkbeelden zijn nog te] nieuw om voor beoordeeling in aanmerking te komen. ] Reeds in 1909 schreef Joly echter een boek over geologie! en radioactiviteit. Daarin was onder meer belangrijk de behandeling van de ouderdomsbepaling van aardlagen met] behulp der radioactiviteit. Ofschoon de .gegevens destijds veel schaarscher waren! dan nu en daardoor de betrouwbaarheid der radioactive ] methode voor ouderdomsbepalingen van gesteenten niet ] groot leek, is het een groote verdienste van Joly, dat hij] in 1909 reeds het vraagstuk zoo uitvoerig durfde te be-i handelen. In de 18 jaren die sedert verloopen zijn is zooveel] op het gebied der radioactiviteit gewerkt, dat nu gezegd kan worden, dat de bepaling van den absoluten ouderdom der aardlagen volgens de methode der radioactiviteit het] grootste vertrouwen verdienen. Aan het einde van dit hoofdstuk zal dit vraagstuk worden uiteengezet. Vooraf worden hier echter eenige der belangrijkste] oudere methodes behandeld. De meest minutieuse ouderdomsbepaling werd door den Zweedschen onderzoeker De Geer uitgevoerd. Jammer is] het, dat een gevolg van zijn methode is, dat slechts hetj allerlaatste stukje van de aardgeschiedenis in jaren kan worden uitgedrukt. De Geer ging uit van een glaciaal ver-] schijnsel: het na den laatsten glaciaaltijd zich in Zweden] terugtrekkende ijs. Het bleek hem, dat dit terugwijken in den zomer geschiedde, en dat gedurende den winter stilstand ] intrad, of zelfs een kleine aanwas van het landijs plaats] had. In eiken winter werden daarom kleine eindmoraines] gevormd, en gedurende eiken zomer ontstond een reeks van] XIV GEOLOGISCHE TIJDREKENING 381 '•: zeer vlakke puinkegels, welke, bij de monden der gletscherpoorten in den rand van het landijs, uit rolsteenen, verderop uit zand en in de ondiepe zee uit. een zeer fijn slib bestonden. In die slibafzettingen nam De Geer een uiterst fijne gelaagdheid waar, die hij met jaarringen van boomen vergeleek. Met een staf van medewerkers werd nu een profiellijn van 800 KM. in de richting van het terugtrekkende ijs opgenomen en de snelheid der terugwijking bepaald. Het bleek dat ongeveer 12000 jaren geleden, d. i. aan het einde van het pleistoceen [522], het ijs zich begon terug ' te trekken. De minutieuse opnamen van De Geer zijn in één opzicht [onzeker. Hij stelt zich n.1. de fijne gelaagdheid van het i slib als een jaargelaagdheid voor, maar bewijzen kan hij dat niet. Ondanks de nauwkeurige werkwijze, die bij de bepaling van het getal 12.000 gevolgd werd, is dit langs dezen weg gevonden aantal jaren dus nog onzeker. Op kleinere schaal is een ouderdomsberekening uitgevoerd met behulp van het gebied van den N i a g a r ajwaterval. Deze ligt tusschen de meren Erie en Ontario. Het water valt over harde, nagenoeg horizontale lagen van een dolomitisch gesteente omlaag en knaagt dit gesteente af. De terugwijking van den Niagara-waterval is sinds jaren gemeten. Het staat uit de geologische gesteldheid van haar omgeving vast, dat sedert het bestaan van den val. «reeds hetzelfde gesteente, de silurische [32] Lockportdolomiet, de harde laag vormde waarover het water naar beneden stort. De snelheid der terugsnijdende erosie was [dus slechts afhankelijk van de hoeveelheid water die door Me Niagara vloeide. Weliswaar was deze hoeveelheid in [den loop der tijden verschillend, maar het gelukte aan jAmerikaansche geologen, haar voor verschillende tijdperken te benaderen. I Aldus werd de terugwijking van den waterval voor een Bepaalde waterhoeveelheid geschat; men berekende daaruit de terugwijking voor andere waterhoeveelheden en kwam met deze getallen tot den duur der geheele terugwijking. 382 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Spencer schat het toestaan van den Niagara-waterval op 1 32000 jaar. De val moet begonnen zijn zich te vormen, toen het diluviale ijs zoover naar het Noorden weggesmolten was, dat het water op dit gebied erodeerend kon gaan wer-j ken. Chamberlin en Salisbury schatten het tijdsverloopj tusschen het terugtrekken van het ijs en de vorming van] den waterval op 10.000 tot 30.000 jaar. Bij het bovengenoemde getal 32.000 van Spencer behoort 30.000 te wordenj opgeteld, zoodat sedert het begin van het laatste terugtrek-) ken van het ijs in Noord-Amerika ongeveer 60.000 jaren! verloopen zouden zijn. In Noord-Amerika vond de maximale uitbreiding van dë gletschers in den laatsten ijstijd dus voor 60.000 jaar (volgens lage schattingen voor 20.000 jaar)| plaats. Dat was de 6e glaciaal periode in N.-Amerika. Van] de vroegere ijstijden duurden naar schatting van Ameri-j kaansche geologen sommige langer, andere korter; terwijl] men den duur van den eersten ijstijd niet kon bepalen.] Voorloopig kan slechts gezegd worden dat de diluviale] periode naar een lage schatting vóór 300.000 jaar, naar een] hooge schatting vóór 1.020.000 jaar begon. De ouderdom der aardlagen is door verschillende geolo-j gen benaderd door gebruikmaking van de snelheid van sedimentatie of van de snelheid van denudatie. De] snelheid van sedimentatie kunnen wij bijv. aan den groei van een delta berekenen, waar zij bijzonder groot is; aan] andere kustvakken is zij veel kleiner. De moeilijkheid ia] een juist gemiddelde te vinden. Kennen wij dit, en Sollas] nam daarvoor 1 voet per 100 jaar aan, dan moet de dikte: der in een geologisch tijdperk afgezette lagen door dit getal gedeeld worden, om den tijd te vinden die noodig was voofl de sedimentatie dezer lagen. Sollas nam in 1900 aan, dal de gemiddelde dikte der aardlagen, die het tertiair [51] en kwartair [52] omvatten, 42000 voet is, en berekende^ den ouderdom der oudste tertiairlagen op 4.200.000 jaar; in 1909 meende hij dat 63.800 voet een juister gemiddeld! was en kwam zoodoende op 6.380.000 jaar. Walcott berekende naar een soortgelijke methode, XIV GEOLOGISCHE TIJDREKENING 383 maar van andere cijfers uitgaande, den ouderdom van het tertiaire tijdperk op 2.900.000 jaar. Ook onderzocht hij volgens een veel nauwkeuriger methode een zeer omvangrijk gebied, waarbij hij de afzettingssnelheid van gruisgesteenten en organogene gesteenten in rekening bracht, en voor het Palaeozoïcum [3] kwam hij op een duur van 17.500.000 jaar. Voorts gaf Walcott de volgende verhoudingsgetallen aan voor den duur van het tertiaire tijdperk [51], het Mesozoïcum [4], het Palaeozoïcum [3] en het Algonkium [2] : 2:5:12:12 en hij schatte den duur van den na-archaïschen tijd op 25 a 30 tot 60 a 70 millioen jaar. Barell heeft er op gewezen, dat Walcott een veel te vlugge denudatie- dus ook sedimentatiesnelheid bij zijn berekeningen heeft aangenomen, namelijk een denudatiesnelheid van 1,5 mm. per jaar. Voor het geheele Mississippi gebied werd gevonden dat de tegenwoordige denudatie-snelheid 0,063 mm. per jaar bedraagt. Neemt men de denudatiesnelheid 15 maal zoo : klein als Walcott dat deed, dus 0,1 mm. per jaar, dan moeten de getallen van Walcott met 15 worden vermenigvul[digd, en verkrijgen wij een ouderdom van 450—1050 millioen jaren. In 1715 deed Halley een methode aan de hand, om uit het zoutgehalte van de oceanen den ouderdom der wereldzeeën te bepalen. Door talrijke geleerden is deze methode [nader uitgewerkt en toegepast. Volgens Eug. Dubois wordt jaarlijks ongeveer 100.000 millioen Kg. (10u Kg.) [chloornatrium door de rivieren in de oceaan gebracht. De 'geheele hoeveelheid Na Cl in al het zeewater wordt jop 35.4 trillioen Kg. (35,4 X 1018 Kg.) geschat, dus 35.4 X 1018 [waren = 354.000.000 jaren noodig, 1011 tom het zeewater op het tegenwoordige zoutgehalte [te brengen. Deze eenvoudige berekening is natuurlijk slechts bedoeld, om het principe van de methode duidelijk 384 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE te maken. Tal van vragen doen zich echter naar aanleiding hiervan voor; o.a.: was de zee ooit zouteloos? 2) A. R. Holmes berekende met inachtneming van talrijke factoren den ouderdom der oceanen op 210 a 340 millioen jaar. Maar hij hecht zelf geen waarde aan deze getallen en paste deze methode slechts toe om haar onzekerheid te doen uitkomen. Gregory zegt ervan, dat zij tenslotte neerkomt op één vergelijking met tal van onbekenden. Nu is het wel waarschijnlijk, dat er sedert de vorming der eerste afzettingsgesteenten steeds zeeën op aarde waren. Zij wisselden wel van plaats, haar uitbreiding was niet constant, maar het water, dat zich eenmaal op de lithosfeer bevond bleef daarop. Indien dus deze methode van de ouderdomsbepaling der zee betrouwbare waarden opleverde, dan had men tevens een houvast voor het tijdsverloop van het Algonkium [2] tot op heden. Hoe verschillend de resultaten dezer methodes ook zijn, er blijkt wel uit, dat de ouderdom der aardlagen zeer groot is en met honderden millioen van jaren geteld moet worden. Geen der bovengenoemde methodes kan aanspraak' maken op groote nauwkeurigheid, omdat te veel factoren gelijktijdig werken en hun invloed numeriek niet vastgelegd kan worden. De eenigste methode, die volgens den tegenwoordigen stand der natuurwetenschappen aanspraak kan maken op betrekkelijke nauwkeurigheid is die waarbij de ouderdomsbepaling van gesteenten gebaseerd is op de afbraak van hei\ uranium-atoom, op de radioactiviteit. Van de natuurkundigen moeten wij zonder verder commentaar overnemen, dat het element uranium langzaam maar zeker, en door geen menschelijke hulpmiddelen tel stuiten, uiteenvalt en wel zoo, dat daaruit radium ontstaat onder afsplitsing van helium-atomen. Het radium-atoom] wordt zelf ook weer afgebroken en levert ten slotte lood op, ook weer onder afsplitsing van helium. XIV GEOLOGISCHE TIJDREKENING 385 De talrijke tusschenstadia in deze afbraakreeks blijven hiér buiten beschouwing, omdat zij niet in rechtstreeksch verband met ons vraagstuk staan. Het eindproduct van de afbraak van het uranium-atoom is dus lood; het afsplitsingsproduct gedurende de afbraak: helium, een element, dat onder gewonen druk en temperatuur in gasvormigen toestand verkeert. De ouderdomsbepaling is nu met het helium en met het lood uitgevoerd. HELIUM-ME7H0DE. Uit 1 gram uranium, hoe ook, in welke verbinding ook, in een mineraal voorkomende, worden per jaar 2,8 X 1013 (2,8 billioenen) heliumatomen afgesplitst. Dat is een hoe1 veelheid van cm3, heliumgas. 10 millioenste Van het oogenblik af dat het uranium-houdende mineraal bestaat, is die afsplitsing aan den gang. Er is geen macht in staat deze afsplitsing tegen te gaan en volgens de tegenwoordige begrippen omtrent de radioactiviteit ook geen macht denkbaar die deze afsplitsing zou kunnen versnellen noch vertragen. Het afgesplitste helium wordt als het ware uit het uranium weggeschoten en komt terecht in het uranium-houdende mineraal. In de lucht komen de snelst afgevuurde helium-atomen 81/2 cm. ver, in mineralen veel minder ver, slechts eenige honderste-millimeters. In het mineraal verzamelt zich dus op den duur helium. Uit de verhouding van de hoeveelheid uranium tot de hoeveelheid helium in een mineraal kan dan afgeleid worden, hoe oud het mineraal is. 1 gram uranium vormt in 10 millioen jaren 1 cm3, helium. Weliswaar neemt op den duur de hoeveelheid uranium daarbij zelf ook af, maar dit gaat zoo langzaam in zijn werk, dat in 500 millioen jaren slechts 7 % van het uranium verdwenen is. 386 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Slechts radioactieve mineralen bevatten helium, zoodat aangenomen kan worden, dat indien uranium in het mineraal naast helium gevonden wordt, al het helium van uranium afkomstig is. Helium is een gas. Het is dus wel denkbaar, dat eeri gedeelte van het heliumgas in den loop der millioenen jaren uit het mineraal gediffundeerd is. Is dit het geval, dan zullen de ouderdomsbepalingen die op de verhouding uranium gebaseerd zijn, te lage waarden aangeven. Dat inderdaad helium uit mineralen gediffundeerd is, volgt uit het voorkomen van een betrekkelijk groot percentage helium in aardgassen in de Vereenigde Staten van Noord-Amerika. Het rijkste aardgas in Kansas bevatte 2 °/o helium, terwijl in Oklahoma en Texas aardgassen zijn aangeboord met ruim 1 % helium. Er is dus inderdaad helium-gas uit mineralen gediffundeerd. Hieruit volgt, aangezien wij niet weten welk gedeelte gediffundeerd is en welk gedeelte in het mineraal achterbleef, dat niet slechts de ouderdoms-waarden te laag zullen zijn, maar dat bovendien de verhoudingsgetallen verkeerd kunnen zijn. Onderstaande tabel geeft den ouderdom van geologische tijdperken aan, berekend uit de verhouding uranium: helium. Hier valt reeds op, dat het Boven-Carboon, dat veel jonger is dan het Devoon, volgens de helium-methode ouder zou zijn. Absolute ouderdom van geologische tijdperken volgens de helium-methode bepaald. Perm 38 millioen jaren Boven-Carboon 128 „ „ ) i Devoon 112 „ „ )* Siluur 220 Boven-Algonkium 250 „ „ Boven-Archaeïcum 385 „ ,. Onder-Arohaeïcum 570 „ „ XIV GEOLOGISCHE TIJDREKENING 387 Ook deze methode is dus niet betrouwbaar. Maar wat zij ons wel leert, is dat het Onder-Archaeïcum ouder dan 570 millioen jaren moet zijn. RADIUM-LOOD METHODE. Bij de vorming van lood als eindproduct van de afbraak van het uranium-atoom worden 8 heliumatomen afgesplitst. Het atoomgewicht van uranium bedraagt 238, dat van helium 4, dus dat van het lood 238 — 8X4 = 238^32=206. Dat lood noemt men radium-lood, in tegenstelling met het gewone lood, waarvan het atoomgewicht 207,2 bedraagt, en ook verschillend van het lood dat als eind-product van de afbraak van het thorium-atoom ontstaat, door afsplitsing van 6 helium-atomen, zoodat het thorium-lood een atoomgewicht van 232 (thorium) — 6 X 4 = 208 bezit. Dat is nu een buitengewoon belangrijke vondst der moderne scheikunde, dat nauwkeurig de atoomgewichten van drie verschildende loodsoorten bekend zijn. Hierin schuilt nu de groote waarde, die aan de ouderdomsbepalin- Absolute ouderdom volgens de Radium-lood-methode. Carboon [341] 335 millioen jaren. Grens tusschen Archaeïcum [1] en Algonkium [2] 1150 Onder-Archaeïcum [11] 1600 gen volgens de radium-lood methode gehecht moet worden. Uit 1000 kg. uranium ontstaat per jaar Vio-ooo gram radium-lood. Nu kan op een gelijksoortige wijze als bij de heliummethode de ouderdom van een mineraal berekend worden door de verhouding der hoeveelheden uranium tot lood te berekenen. Het werkelijk zeer bijzondere dezer methode is, dat het atoomgewicht van het lood kan worden bepaald. Bedraagt dit meer dan 206, dan is dus niet zuiver radium- 388 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE lood aanwezig, en is dus hetzij gewoon lood of thorlum-lood I bijgemengd. Maar dan is de ouderdomsbepaling niet be- 1 trouwbaar. Waar echter het lood in het mineraal, dat natuur-1 lijk slechts in uiterst kleine hoeveelheden aanwezig is, het j atoomgewicht 206 bezit, weten wij zeker, dat wij uitsluitend te doen hebben met radium-lood en dat dus de ouder- j domsbepaling vertrouwen verdient. Nu werden deze ouderdomsbepalingen uitgevoerd door i analyses van mineralen die in stollingsgesteenten voor-1 komen. Die stollingsgesteenten zijn gestold magna en als 1 zoodanig gevormd in oudere reeds aanwezige lagen. Wan- J neer wij nu vinden dat de oudste uranium-houdende mine- i ralen 1600 millioen jaren oud zijn, dan volgt daaruit, dat 1 de oudste lagen waarin de stollingsgesteenten, die deze I mineralen bevatten, liggen, nog ouder moeten zijn. Er bestaat voor zoover dat nu te overzien is slechts één 1 enkel argument dat tegen deze ouderdomsbepalingen met 1 de radium-lood-methode spreekt, dat is de veronderstelling, dat vroeger het verval van het uraniumatoom vlugger zou 1 zijn geschied dan nu. Het is volgens Rutherford denkbaar I dat, evenals er verschillende loodsoorten, z.g. isotopen van ] lood bestaan, er ook isotopen van uranium bestaan en dat 1 vroeger een uranium-isotoop bestond, waarvan het verval 1 vlugger was dan van het tegenwoordig bekende uranium. ] Deze aanname wordt door Joly gemaakt maar wordt vol-1 strekt niet algemeen aangenomen. Volgens den tegenwoordigen stand van het vraagstuk is het dus waarschijnlijk, dat de oudste aardlagen ouder zijn dan 1600 millioen jaren. Van het heelal kennen wij geen begin en geen einde, noch in ruimte, noch in tijd. Wel is er beweging, waarin wij naar aardsche begrippen van rythme en lijn regelmaat hebben kunnen ontdekken, wel heeft men bevonden, dat de aarde een nietig onderdeel is van een onbekend groot geheel en er hebben ten allen XIV GEOLOGISCHE TIJDREKENING 389 tijde, ook onder een deel der wetenschappelijke mannen, denkbeelden bestaan over een dat alles regelende kracht, macht of opperwezen, maar het grondbeginsel dat het heelal, waarvan het menschdom een gedeelte vormt, beheerscht, staat te ver buiten ons bevattingsvermogen, om ohs omtrent onze bestemming daarin wijzer te maken. Hoe veel nader staan ons de gebeurtenissen op onze aarde! De ontwikkeling van het leven op aarde wordt voor ons slechts begrijpelijk, nadat wij de krachten hebben leeren kennen, welke naast en met het leven samenwerken, om de veranderingen tot stand te brengen, die aan de steenschaal haar tegenwoordige gedaante gaven. Hoe het planten- en het dierenrijk zich ontwikkelden, hoe de mensch ontstond, wordt door de botanie, de zoölogie, de anthropologie en de palaeontologie uiteengezet; de geologie in den meest uitgebreiden zin van het woord omvat dit alles, te zamen met hetgeen wij hiervoor in grove trekken leerden kennen. Die onderdeden in verband met elkaar beschouwende, leerèn wij het groote belang van het tijdsbegrip kennen. Aldus mocht Lugeon terecht zeggen, dat de voor de menschelijke gedachte onbereikbare trilogie: de Tijd, het Leven en de Dood, door de geologie het meest benaderd wordt; en daarin ligt haar zoo geheimzinnige, ontroerende en verheven kern. AANTEEKENINGEN — GEOLOGISCHE LITERATUUR Geologie 26 AANTEEKENINGEN 1) (bij blz. 2 en 379) De geologie gaat gewoonlijk uit van een aarde, ontstaan zooals de hypothesen van Kant en Laplace dat voorstellen en wij zullen ons hierbij aansluiten. Toch moet er op gewezen worden, dat in den allerlaatsten tijd een geheel andere ontwikkelingsgeschiedenis van zonnestelsels en daarmede ook van onze planeet opgesteld is, die er wel naar uitziet alsof ze levensvatbaarheid bezit. De geoloog C hamb erli n en de astronoom Moulton stelden tegenover de „nevelhypothese van Kan t-L a p 1 a c e hun planetesimaalhypothese. Zij stellen zich voor, dat vroeger niet een gloeiende oernevel het uitgangspunt van een zonnestelsel was, maar een oneindige hoeveelheid van uiterst kleine deeltjes, die alle om een zwaartekracht-centrum wentelden, zooals nu de planeten dat om de zon doen. Deze kleine deeltjes worden planetesimalen genoemd en vormen samen de bekende spiraalnevels met hun sterk lichtende knoopen. De knoopen groeien door oppikken van planetesimalen langzamerhand tot planeten, terwijl de centraal-massa van den spiraalnevel eveneens door aantrekking planetesimalen in zich opnam en tot centrale zon van een zonnestelsel werd. Terwij] volgens Laplace al het materiaal der aarde van den beginne af aanwezig was, groeit volgens Chamberlin de aarde tijdens haar ontwikkeling. Zij begon met hetgeen nu nog als kern voorhanden is, welke kern aanvankelijk koud was en waaromheen, zoomin als om onze maan een atmosfeer was. Zonder nader op de verdere ontwikkeling van deze hypothese in te gaan, valt wel dadelijk op, dat de eigen warmte der tegenwoordige aarde en het vulkanisme op geheel andere wijze verklaard zouden moeten worden, dan uitgaande van de hypothese van Laplace, die in dit werkje gevolgd wordt. 2) (bij blz, 11 en 384). Sommige natuuronderzoekers nemen aan, dat het gehalte aan Na Cl en Mg Ch een oereigenschap der zeeën is; dat düs van het eerste bestaan van een zee op aarde af, daarin veel zouten opgelost waren, vroeger zelfs meer dan nu. 3) (bij blz. 23) Eén enkele uitzondering is echter bekend, daar het gesteente van die naald, die bij de eruptie van de Montagne Pelée uitgestooten werd, granitische structuur bezit 4) (bij blz, 23) Structuur en textuur. Onder structuur verstaat men in de petrografie het genetische verband der samenstellende deelen in een kristallijn gesteenten. Wij 'hebben de granitische 394 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE structuur; die voor dieptegesteenten typisch is, reeds beschreven (fig. 3 en 4) en zullen aanstonds de porfierische structuur leeren kennen (fig. 5). Behalve deze rangschikking der mineralen, die het gevolg is uitsluitend van kristallisatie-krachten, kristallisatievermogen en -snelheid, onderscheiden wij nog een andere soort van rangschikking der mineralen in een kristallijn gesteente; wij noemen die textuur. De textuur hangt af van uitwendige omstandigheden gedurende kristallisatie, bijvoorbeeld van het optreden van alzijdigen, tweezijdigen of éénzijdigen druk. (zie hoofdstuk XIII). Dieptegesteenten kristalliseeren onder alzijdig gelijken druk en hebben daarom een richtingslooze textuur. Metamorfe gesteenten bezitten andere texturen, bijv. gelaagde of stengelvormige. 5) (bij blz. 27). Onder puimsteen verstaat men elk zeer fijn schuimig vulkanisch glas, ook al heeft dit een andere samenstelling dan het granitische magma. Verschillende magmareeksen hebben zoowel puimsteen als obsidiaan geleverd. 6) (bij blz. 46). In plaats van plooirug wordt ook wel het woord zadel gebruikt, in navolging van de Duitsche nomenclatuur. Dat woord geeft de vorm eener anticlinale echter niet juist weer. Zoowel in het dagelijksch leven als in de wiskunde verstaat men onder een zadelvlak een veel ingewikkelder gebogen vlak. Een depressie in een anticlinale is een echte „Einsattlung", „ensellement", maar een normale anticlinale is in het algemeen een cylinder vlak. Het schijnt daarom beter de foutieve term „zadel" niet van de Duitschers over te nemen. 6a. (bij blz. 59). H. Cloos heeft in de laatste jaren (voor 1925) verschillende batholithen nauwkeurig onderzocht en kwam tot het verrassende resultaat dat deze veelal wel een anders samengestelde ondergrond bezitten, dat zij dus althans ten deele evenals lacolitihen moeten worden opgevat als te zijn ontstaan door indringen van magma in de lithosfeer. Het verschil tenopzichte van lacolithen zou dan zijn, dat de batholithen grooter zijn en discordant liggen ten opzichte van de omringende gesteenten. 7) (bij blz. 75). De door destillatie van aardolie verkregen traoties vertoonen verschalend opttscn araaiingsvermogen. ue meeste zijn rechtsdraaiend', zoodat het geheele mengsel van koolwaterstoffen eveneens rechtsdraaiend is. Komen veel linksdraaiende fracties voor, dan heffen de beide werkingen elkaar op en is de aardolie schijnbaar optisch inactief. Het vermogen van ruwe Detroleum. om het oolarisatievlak te draaien, kan onktor latpr nnk. vrd™™»n mi zim. De activiteit wordt aan de AANTEEKENINGEN 395 in planten en dieren voorkomende cholesteriene toegeschreven, dat linksdraaiend is, maar boven 350° C in rechtsdraaiende producten overgaat. 8) (bij blz. 78). Een der belangrijkste takken der toegepaste geologie is tegenwoordig de bodemkunde, die zich tot een afzonderlijk vak heeft ontwikkeld. Aan het bestaan van goede bodems uit het versohe gesteente nemen, naast weer en wind, onder meer ook deel wormen en bacteriën en, op natuurlijke of kunstmatige wijze toegevoegde stoffen, als humuszuren. mest en kunstmest. 9) (bij blz. 82). Eén der einddoelen van de geologie is, dat men zich voor elk lang vervlogen tijdperk een voorstelling kan maken van de vorm van den aardbodem, van de verdeeling van land en water. De wetenschap, die zich speciaal daarmede bezig houdt, heet pcdaeogeograiie. 10) (bij blz. 122). „Dreikanter" zeggen de Duitschers; wij zouden dus eigenlijk moeten zeggen: drieribbers. 11) (bij blz. 142). De volgende data van 4 belangrijke bergstortingen in Zwitserland zijn aan A1 b. H ei m en L. W e h r 1 i ontleend: i I E30 S £ v c M S o » öo-ti B v ! S M Datum Lengte g . O Inhoud tj e§ •.§ 1 1 Sattel. 21/24V 1910 1370 M. 440M. I8V20 1,5 mill. M3 Wehrli Elm... 11 IX 1881 1500 „ 450,, lóVa0 10 „ ) Goldau 2 IX 1806 4400 „ 1000 ., 12° 15 „ >Heim Flims . Voorhistorisch 13500 „ 14C0 „ 7° 15000 „ ) 12) bij blz. 144). Elke niet sterk gekleurde, doorzichtige stof schijnt in poedervorm wit, omdat men dan met een innig mengsel van die stof en lucht te doen heeft en het licht door verschil in breking in de stof en de lucht op tallooze plaatsen totaal ^gereflecteerd wordt. 13) (bij blz. 147). Verdamping van sneeuw tot gasvorming Ha O vindt even goed plaats als het omgekeerde verschijnsel: sublimatie. 14) (bij blz. 2110). Davis noemt dezen afloop een „cyclus', maar deze term wottdt, o.i. terecht, door P a s s a r g e verworpen en door „Ablauf" vervangen, omdat hier niet van een kringloop 396 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE sprake is, maar van een af loopen van een reeks van gebeurtenissen met een duidelijk omschreven einddoel. 15) (bij blz. 216). Men zal de naam Appalachen tevergeefs op geografische kaaïten zoeken.Het is de geologische naam van een oud gebergte, dat in het Perm tijdperk [342] gevormd werd in de buurt van de tegenwoordige Oostkust der Vereenigde Staten, en dat naderhand verschillende erosie-afloopen moest doormaken, om tot zijn huidige gedaante te geraken. Het Alleghany gebergte vormt daarvan de NE strook. 16) (bij blz. 239). Een uit fijn sediment bestaand schilddelta vertoont op eenige punten aanzienlijke afwijkingen van een gewoon delta. Het is niet naar één zijde half-kegelvormig aflooPend, maar schildvormig gewelfd. Terwijl achter en op een delta de bodem der wateraders min of meer evenwijdig met de oppervlakte helt, is dit bij echilddelta's niet bet geval. iDe bodem van de geul ligt op de diepste plaatsen aanmerkelijk dieper dan de diepste gedeelten der sleuven, die over de schilddelta heenloopen. 17) (bij blz. 283). Een reeks van invloeden kan het normale geothermische bedrag een afwijkende waarde geven, Königsb erg er heeft hierover data verzameld; aam héte ontleenen wij de meeste dien volgende gegevens: Vulkanische werkingen maken het geoth. bedrag (G.B.) kleiner: op Santorino bedroeg dit 7 M., in de Schabdsche Aljb, in jongtertiaire [512] basalt 11.3 M. Groote watermassa's en grondwaterstroomen koelen af: bij het Lake Superior G.B. = 68 M., Duinkerken G.B. = 130 M. Onregelmatigheden in de temperatuurstoename van sommige Nederlandsche diepboringen zijn aan afkoelende grondwaterstroomen toe te schrijven. Scheikundige processen, vooral oxydatieprocessen, maken het G.B. kleiner: ontleding van zwavelijzer in de Comstock goudmijnen van Nevada GJ3. = 15,25 M. Oxydatieprocessen in steenkool: Seraing G.B. = 27,4 M., NewCastle G.B. = 23,3 M., Gelsenkirchen GJ3. 23,5 M. Oxydatieprocessen in aardolie: Samarinda G.B. 20 en 28 M. Apsheron G.B. = 28,4 M., Vera Cruz G.B. 22,9 en 26,7 M. 18) (bij Mz. 308). De door sommige geologen gebruikte term pyrosfeer omvat de magmazone met de groote diepte-intrusies. 19) (bij blz. 353). Deze liggende plooien vertoonen niet het verschijnsel van den gereduceerdea middenvleugel, waaruit wij de AANTEEKENINGEN 397 gevolgtrekking maken, dat zij op zeer groote diepte gevormd werden, waar de druk alzijdig zeer groot was. 20) (bij blz. 73). Inkoling en bitumisatie zijn soortgelijke processen, maar uitgaande van andere grondstoffen. Beide zijn metamorfosen waarbij druk- en temperatuurtoename een rol spelen. GEOLOGISCHE LITERATUUR fB^pS^giff NDER de lezers van dit boek zijn er wellicht ll^^^gllgl die een wegwijzer door de geologische literatuur zoeken. Een uitgebreide literatuur|IH^^MË|lijst zou niet in dit werkje passen; wij ver^^Ssfes^^i wijzen daarvoor naar de eerste drie hieronder genoemde handboeken. Standaardwerken over onderdeden der geologie zijn hierachter dikwijls niet vermeld, omdat zij, na lezing van dit werkje niet in de eerste plaats voor bestudeering in aanmerking komen. Veeleer hebben wij getracfit een keus te doen uit de beste boeken, die, voor lezers die ons werkje in zich opgenomen hebben, zonder groote inspanning begrijpelijk zijn. ALGEMEENE GEOLOGIE: E. Haug: „Traité de Geologie", 1907—1912. Deel I „Les phénomènes géologiques" (algemeene geologie) 536 blz. Deel II „Les périodes géologiques" (stratigrafie en historische geologie) 1485 blz. E. Kayser : „Lehrbuch der Allgemeinen Geologie" 6e druk. Deel I 1921, 740 blz. Deel II 1921, 426 blz. E. Kayser : „Lehrbuch der Geologischen Formationskunde", 6e en 7e druk. Deel I 1923, 532 blz. Deel II 1924, 657 blz. Th. C. Chamberlin and R. D. Salisbury: „Geology". Deel I „Geologie processes and their results" (algemeene geologie), 1904, 684 blz. 400 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Deel II en III behandelen de stratigrafie en historische geologie van een Amerikaansch standpunt. 1906, 1356 blz. L. V. Pirsson and Ch. Schuchert : „Introductory Geology", New York, 1924, 693 blz. SAAIENSTELLING DER AARDE: • F. W. Clarke: „The data of geochemistry" 5e druk, 1924. United States Geological Survey, Buil No 770, 841 blz. H. Rosenbusch: ,JElemente der Gesteinslehre", 4e druk, 1923, 779 blz. E. Weinschenk: „Grundzüge der Gesteinskunde", 2 deel¬ tjes. F. Rinne: „Gesteinskunde", 7e en 8e druk, 1923, 373 blz. PALAEONTOLOGIE: Palaeozoölogie : K. A. von Zittel : „Grundzüge der Palaontologie". I Invertebrata, 6e druk, 1924. II Vertebrata, 4e druk, 1923. E. Stromer v. Reichenbach: „Lehrbuch der Palaozoölogie". I Wirbellose Tiere, 1909, 342 blz. II Wirbeltiere, 1912, 325 blz. Palaeobotanie : H. PoTONié: „Lehrbuch der Pflanzenpalaeontologie", 1889, 402 blz. R. Zeiller: „Eléments de paléobotanique", 1900. SEDIMENTATIE: W. H. Twenhofel: „Treatise on Sedimention", 1926J 661 blz. GEOLOGISCHE LITERATUUR 401 MARINE AFZETTINGEN: L. Collet: „Les dépots Marins". Encyclopédie scientifique, Bibliothèque d'océanografie phisyque, 1908, 325 blz. K. ANDRée: „Geologie des Meeresbodens", 2e deel. 1920 (le deel nog niet verschenen) STEENKOOLVORMING: H. PoTONié: „Die Entstehung der Steinkohle". 5e druk, 1910, 225 blz. WOESTIJNVORMING: J. Walther: „Das Gesetz der Wüstenbildung", 2e druk 1912, 342 blz. GLETSCHERS: Alb. Heim: „Handbuch der Gletscherkunde", 1885, 560 blz. H. Hess: „Die Gletscher", 1904, 426 blz. W. H. Hobbs: „Characteristics of Existing Glaciers", 1911, 301 blz. DUINEN: F. Solger, P. Graebner e. a.: „Diinenbuch", 1910, 404 blz. KUSTEN: D. W. Johnson: „Shore Processes and Shoreline Developmenf', 1919, 584 blz. VULKANISME: R. A. Daly: „Igneous Rocks and their origin", 1914, 563 blz. 402 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE F. v. Wolff: „Der Vulkanismus", le deel, 1914, 711 blz., AARDBEVINGEN: De Montessus de Ballore: „La science seismologique", I 1907, 579 blz. W. H. Hobbs: „Earthquakes, au introduction to seismici geology", 1908, 368 blz. A. Sieberg: „Erdbebenkunde", 1923, 572 blz. TEKTONISCHE GEOLOGIE: Emm. de Margerie en Alb. Heim: „Les dislocations det l'écorce terrestre", 1880, 154 blz. • O. Wilckens: „Grundzüge der tektonischen Geologie",1 1912, 113 blz. K. ANDRéE: „Ueber die Bedingungen der Gebirgsbildung"',| 1914, 101 blz. C. K. Leith : „Structural geology". GEOMORFOLOGIE: W. M. Davfs: „Die erkldrende Beschreibung der LandforA men", 1912, 565 blz. Emm. de Martonne: „Traité de géographie physique", 421 druk, deel I en II, 1925-26, 1057 blz. Deel III in voorbereiding. GEOLOGIE VAN NEDERLAND: F. J. Faber: „Geologie van Nederland", 1926, 468 blz. GEOLOGISCH PLAATWERK: A. Robin: „La Terre, ses espects, sa structure, son évolum tion", 329 blz. o.a. 760 fotogr. ALPHABETISCH REGISTER -- INHOUD ALPHABETISCH REGISTER A Afschuivingsbreuken, 137. Afstandsgetrouwe plooiing, Aa-lava, 259. 50. Aanwaskusten, 237. Afvoergeul, 197. Aardbeving, 65. Afzettingsgesteenten, 14, 29. Aardbevingen, 286. „Aires continentales", 365. Aardbevingen, fossiele 310. Algemeene geologie, 64. Aardbevingen, instortings- Alkali gesteenten, 27. 296. Alluvium, 30, 200. Aardbevingen, tektonische Alnus, 69. 296. Alpen, 330. 'Aardbevingen, vulkanische Alpine plooiingsperiode, 368. 272, 296. Alzijdige drukverdeeling, 372. Aardbevingsbaard, 288. Amethyst, 20. Aardbevingsspleten, 311. Amfibool, 22. Aardkern, 6, 305. Ammoniak, 8. Aardkorst, 1, 6. Ammonieten, 113, 248. Aardmagnetisme, 6. Amorf gesteente, 25. Aardolie, 74. Amorfe glasmassa, 25. Ablatie, 121, 232. Amplitude, van een plooi, 46. „Ablauf", 395. Andalusiet, 33. Abrasie, 232. Andesiet, 27. Abrasievlak, 233. Angiospermen, 113. „Abraumsalze", 32. Anhydriet, 32. „Abscherungsdecke", 328. * Antarctica, 151. Absolute verkorting, 49. Antecedentie, 218. Abyssische zone, 92. Anthraciet, 68, 72. Abyssische facies, 249. Antidinaalkern, 46. ï Abyssische gesteenten, 22. Anticlinaalvleugel, 46. ' Abyssische zone, 92. Anticlinale, 39, 46. Accumulatiekusten, 237. Anticlinale lijn, 50. Actieve segmentatie, 355. Anticlinale ombuiging, 46. Ademwortels, 71. Apalhraun, 259. Aders, eruptief- 61. Apennijnen, 364. Adventiefkrater, 270. Apliet, 28. ! Aequivalente slingerlengte, 299. Apophyse, 60, 61. [ Afbrekende werking, 64. Appalachen, 216, 330, 396. [Afkalven, van gletschers, 153. Apollinaris, 277. | Afschuiving, 56. Aragoniet, 246. [ Afschuiving, subaquatische Areaal-eruptie, 270. 256. Argon, 8. 406 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Armpootigen, 80. Artesisch water, 224. Asch, lava- 263. Asch, magmaglas- 263. Asch, vulkanische 258, 263, 274. Aspiten, 266. Atmosfeer, 8, 64, 114. Atmosfeer, samenstelling van de, 8. Atol, 94, 95. Augiet, 22. Autochtoon, 343. Avezzano, 305. B Bacteriën, 78. Bacterium calcis, 79, Barkhaan, 126. Barrière rif, 94. Barsten, door afkoeling, 120. Barysfeer, 8. Basaal-conglomeraat, 234. Basis-breedte, van een plooi, 46, 47, 48. Basis-conglomeraat, 234. Basisch gesteente, 27. Batholith, 59, 280, 394. Bathyale zone, 92, 248. Bathysche zone, 92. Bazalt, 27, 28. Bazaltgang, 285. Bazaltzuilen, 5 7. Bedrag, van een opschuiving, 53- Bedrag, van een afschuiving, 5 6. Beek, gletscher- 169. Beek, stort- 196. Benedenloop, 200, 206. Bent hos, 80. Benthonische organismen, 80. Bergkristal, 20. Bergstorting, 135, 142. Bergvorming, 65, 313. Berk, moeras- 70. Betula, 70. Bezinken, 3 7. Bezonning, 131. Beweging der gletschers, 153. Beweging van het gletscherop- pervlak, 160. Biolithen, 100. Biolithen, kausto- 68. Biologische gegevens, 79. Biosfeer, 2, 64. Biotiet, al, 22. Bitumisatie, 73, 397. Bladgroen, 80. Blauw slik, 243. Blauwe bladen structuur, 157. Bliksem, 114. Bliksembuis, 115. BI i ksemdr u ppels, 115. Blokdiagram, 42. Bloklava, 259. Blokvelden, 134. „Blue mud", 243. Bodemkunde, 78, 395. Bodemtemperatuur, 282, 283.1 ..Boghead 'kool, 73. Bommen, vulkanische 258, 261. Boorschelpen, 81. Boorsponzen, 81. Botsfiguren, 193, 232. Botskegel, 193. Bovenloop, 200, 201. Bovenrijnsche laagvlakte, 31 6. Brachiopoden, 80. Branding, 81. Breccie, 30. Breccie, wrijvings- 54. Brandingsvlakte, 233. Breuk, plooi- 52, 53. Breuken, in gletschers, 161. Breuken, ontstaan door druk, 3 9 Breuken,- ontstaan door rek, 39. 56. Breuken, ontstaan zonder dislocatie, 5 7. ALPHABETISCH REGISTER 407 Breuken, ouderdom van 310. Contactmetamorfose, 33, 112, Breuken, afschuivings- 137. 247. Breukgebergten, 313. Continenten, geologische 365. Breuklooze vormverandering. Contractiespanningen, 377. 372. Corrasie, 121, 124. jBreukveld, 316. „Criss-cross-bedding", 130. Breukvlak, 314. Culminatie, 54. Bron, 220, 225. Curfisten, 341. Broodkorstbommen, 261. Cyclus, 395. Bros, 373. Cyclus, geologische 66. Bruinkool, 68, 72. Buitenaf druk, 106, 108. D Buitrotsen, 175. ; Dagzoom, 41. C Dakhangers, 59, 60. Dakpansgewijze ligging, van Calamariaceeën, 74. schuifsteenen, 195. Calanda, 343. Dalen, dwars- 213. Caldera, 271. Dalen, U- 178. Caledonisch gebergte, 367. Dalen, V- 178, 201. Canon, 192. Dalen, verdronken 235. Carbonaten, 13. Dalen, zwevende zij- 178. Carnivoren, 80. Daling van den zeebodem, 98. „Cannel"kool, 73. Daling van het land, 233. Carex, 69. Dalverbreeding, 203. Cel-hypothese, 271. Decimale indeeling der stratiCellulose, 72. grafie, 110. Centrale erupties, 266. Deflatie, 121. Cephalopoden, 80. Deflatieproduct, 131. Ceratodus, 140. Dekblad, 54, 331, 377. Chablaiszone, 362. Dekking, horizontale 53. Chloriden, 13. Dekking, stratigrafische 53. Cholesteriene, 395. Delta, 199, 241. Chondrieten, 244. Delta, in een haf, 238. Clivage, 58. Deltastructuur, 199. ,,Cluse" 213. Deltavorming, 199. Coccolithen, 86: Delta, schild- 239. Coccolithophoren, 80, 86. Demping bij seismografen, 301. j.Combes", 215. Den, 70. Concreties, 246. Dendrieten, 133. Concreties, fosfaat- 84. Denudatie, 210. Concreties, mangaan-245, 250. Denudatie, snelheid van 383. Conglomeraat, 30. Depressie, 54. Conglomeraat, basaal- 234. ,.De-roofing", 271. Conglomeraat, basis- 234. Diabaas, 27. Consequente rivieren, 212. Diagenese, 246. Geologie 27 408 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Diagonale gelaagdheid, 129. Diamant, 61. Diatomeeën, 69, 80, 89. Diatomeeënslik, 90. Diatiema, 61, 266. Diepte, der zee, 81. Diepte-gesteenten, 22. Diepzee, 92. Diepzeefacies, 100, 249. Diepzeeslenken, 253. Diepzeeslik, rood 244. Differentiatie, magma- 28. „Dinantien", 366. Dioriet, 27. Discontinuiteitsvlak, 3°5Discordantie, 234, 348. Dislocatie, 38, 313. „Dismal swamp", 71. Dolienen, 223. Dolomiet, 246. Draaiingsvermogen, optisch 394- Drachenberg-overschuiving, 343- „Dreikanter", 395. Driekan ters, 122, 141. Droge verweering, 119. Druipsteen, 223. Druksplijting, 58. Drukwater, 224. Drumlin, 180. Duinen, sikkel- 126. Duinen, op schoorwallen, 238, 239. Duinen, hellingen van 128. Duinen, verplaatsing van 128. Duinen, gelaagdheid in 128. ■Duinpannen, 241. Duinvalleien, 241. Duinwater, 221. Dwarsdal, 213. •Dwarsprofiel, 41. Dwarsspleten in gletschers, 163. Dwijka-conglomeraat, 188. Dynamische geologie, 64. Dynamometamorfose, 33, 247. E Ebstroom, 239. Eerstelingen, 24. Effusie, 269. Effusiegesteenten, 23. Effusieve gesteenten, 23. ..Einsattlung", 394. Eluvium, 30. Elzen-moerasveen, 69. Elzen-standveen, 6g. „Ensellement", 394. Epicentrale gebieden, 293. Epicentrum, 286, 288, 291. Epiceratodus Forsteri, 140. Epidermisplooiing, 328. Epigenese, 216. Epirogenetische bewegingen, 354- Equissetaceeën, 69. Erg, 119. Erica, 70. , Erosie, 190. Erosie, glaciale 174. Erosie, mechanische 232. Erosie, terugsnijdende 197, 208. Erosie, marine 232. Erosiebasis, 197, 200. Erratische blokken, 181. Eruptie, 258. Eruptie, areaal- 270. Eruptiewolk, 275. Erupties, centrale 266. Erupties, lineaire 265. Erupties, spleet- 265. Eruptiefzuil, 61. Estuarium, 242. Etage-bouw, 69. Evenwichtsprofiel, 197. Exhalaties, 264. Exogene krachten, 100. Explosie-caldera, 271. Explosiepunt, 263. Extrusie, 58, 62, 258. Extrusievormen, 265. ALPHABETISCH REGISTER 409 F Facies, het begrip 99. Facies, marine 230. Facies-fossielen, 107. Feldbiss-afschuiving, 292. Fenokristen, 24. Firnbekken, 147. Firnlijn, 148. Firnsneeuw, 144. Fjorden, 177. Flexuur, 56. Fluvioglaciale afzetting, 180. Fluvioglaciale verschijnselen, 1 79. Fonoliet, 28. Foraminiferen, 80, 85. Fosfaat-concreties, 84. Fosfaatknollen, 84, 249. Fosforiet, 67. Fossiele aardbevingen, 310. Fossiele woestijn, 140. Fossielen, 104. Fossielen, facies- 107. Fossielen, gids- 107. Fossielen, karakteristieke 107. Fossielisatie, 105. Franje-rif, 93. Fulguriet, 114. Fumarolen, 277. G Gabbro, 27. Gang, 26. Gang, eruptief- 60. Gang, secretie- 226. Ganggesteenten, 23, 28. Gaping, horizontale 56. Gaping, stratigrafische 56. Gaskool, 72. Gasvlamkool, 72. Gastropoden, 80. Geanticlinalen, 253. Geërfde rivieren, 218. Gekruiste gelaagdheid, 129. Gelaagdheid, 38. , Gelaagdheid, diagonale 129. Gelaagdheid, gekruiste 129. Gelaagdheid, kris-kras- 130. Gelaagheid, in duinen, 128. Gelaagheid, in gletschers, 156, 168. Gemengde-type, 273. Generatie, 23. Geoïsothermen, 283. Geologische continenten, 365. Geologische kaart, 41, 44. Geologische tijdperken, 386. Geomorfologie, 207. Geosynclinalen, 251, 365. Geothermisch bedrag, 283, 396. Geothermische gradiënt, 283. Gereduceerde middenvleugel, 5a. Geregenereerde gletscher, 158, 165. Geulen, 239. Geyser, 271, 277. Gidsfossielen, 107. Gips, 32. Git, 73. Glaciaal tijdperk, 184. Glaciale erosie, 174. Glaciale serie, 180. „Glacial control" theorie, 97. Glarneralpen, 343. Glarner-dekblad, 345. Glarner-overschuiving, 326. Glas, vulkanisch 25. Glauconiet, 243, 249. Gletscher, 143. Gletscher, Alpen-type, 149. Gletscher, Skandinavisch type, 151. Gletscher, geregenereerde 165. Gletscher, helling- 149, 151. Gletscher, overhangende 151. Gletscher, samengestelde 150. Gletscher, stationnaire 154. Gletscher, voet- 153. Gletschers, diluviale 182. 410 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Gletschers, jongpalaeozoïsche i 88. Gletscherbeek, 169. Gletscherbeweging, 153. Gletschergelaagdheid, 156. Gletscherijs, 145. Gletscherkrassen, 174. Gletschermelk, 175Gletscher-schommeling, 154. Gletschertafel, 172. Gletschertong, 147. Glijvlak, 137. Glimmer, 22. Globigerinen, 80, 85, 250. Globigerinen-slik, 85. Gloedwolk, 274. Glyptogenesis, 66, 365. Gneis, 33. Golfslag, 229. Goudriffen, 227. Granaat, 33. Graniet, 18, 22. Granietporfier, 26. Granitisch magma, 27. Graptolithen, 113. Grintbanken, 195. „Grisou", 72. Groen slik, 243. Groen zand, 243. Grondlawines, 146. Grondmassa, 24. Grondwater, 13, 219. Gruisgesteenten, 3 1. Guano, 67. H Haf, 68, 238. Half kristallijn gesteente, 25. Halobia, 249. Hamada, 119. Hardkoppen, 210. Hardsteen, 366. Hauensteintunnel, 324. Hawai-type, 273. Heide, 70. Helium, 8, 384. Helling, van een laag, 39. Hellinggletscher, 149, 151, Helluhraun, 260. Helvetische dekbladen, 326, 346. Herbivoren, 80. Hercynisch gebergte, 324, 349, 366. Herzogenrath, aardbeving van 292. Holothuriën, 96. Homoseïste, 291. Hondsrug, 185. Hoofdstoring, 304. Hoogveen, 70. Hoornblende, 22. Horizontale slinger, 299. Horizontale transversaalverschuiving, 54, 55, 320, 334. Horsten, 313. Humus, 71. Humuskool, 73. Huronisch gebergte, 367. Hydrosfeer, 2, 11, 64. Hypo-abyssische gesteenten, 23. Hypocentrum, 288. Ideaal-parallelle plooiing, 50. Ideaal-gelijksoortige plooiing, 50. IJs, 143. IJsbarrière, 152. Ijsbergen, 153. Ijskristallen, 144. I Jsla wine, 165. Ijsval, 163. Inconsequent riviernet, 213. Inglaciale kanalen, 169. Inkoling, 71, 72, 397. Inkt visschen, 80. Inpersing, van stollingsgesteente, 58. Insolatie, 131. ALPHABETISCH REGISTER 411 Instortingscaldera, 271. Interglaciaal-tijden, 184. Intrusie, 58. Intrusieplaten, 61. Isoclinaal hellen, 40. Isoseïste, 290. Isostasie, 99. Isostatische compensatie, 97, 99- Isotopen, 388. J Juragebergte, 212, 318. Juraplooibundel, 323. K Kalahari, 141. Kaliglimmer, 22. Kaliveldspaat, 22. Kalk, koolzure 13, 31. Kalk-alkali-gesteenten, 27. Kalkgehalte, van de zee-sedimenten, 89, 91. Kalksteen, dichte 79. Kalktuf, 32. Kalkwieren, 93, 94. Kant, Hypothese van — en Laplace, 1, 379, 393. Karakteristieke fossielen, 107. Karren, 132, 223. Karrenvelden, 131. Karsthydrografie, 222. Kataklaasstructuur, 375. Kaustobiolithen, 68. Keileem, 185. Kern, aard- 1, 6. Kern, van een plooirug of plooidal, 46. Ketenjura, '3ig. Kiezelwoestijn, 11 9. Kiezel wieren, 89-90. Kiezelzuurgehalte, van stol- lingsgesteenten, 2 7. Kilauea, 267. Kitmassa, 247. Kitmiddel, 30. Klasmarische producten, 260. Klastische gesteenten, 3 1. Kliffen van Gaasterland 185. Klip, 348. Klippen, 362. Klippen-dekblad, 348. Kloof, 1 g 1. Koeklava, 260. Koem, 119. Kolkgaten, onder gletschers, 1 6g. Kolkgaten in een kloof, 191. Kolkgaten, fossiele 227. Konkordant, 38. Koolzuur, 8. Koolzure kalk 13, 31. Koraalriffen, 85, 93. Koraalkalk, gg. Koraalslik, 96. Koralen, 80, 85, 93. Korallogene organismen, 9 3. Korst, aard- 1, 6. Krachten, anorganische 64, 66. Krachten, inwendige 64, 66. Krachten, organische 64, 66. Krachten, uitwendige 64, 66. Krakatau, 276. Krakatau-obsidiaan, 259. Krakatau-puimsteen, 259. Krakatau-rookzuil, 9. Kraterpijp, 23, 269. Kraters, 266, 271. Kraters, adventief- 269. Krijt, schrijf- 86, 249. Krimpscheuren, 57. Kringloop der gesteenten, 35. Kris-kras-gelaagdheid, 130, 205. ..Kristalline Schiefer", 34. Kristalskeletten, van ijs, 143. Kronkelberg, 204. Kronkels, 195, 218. Kryokoniet-gaten, 173. Krypton, 8. 412 GEDA ANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Kast, 232. Kust, aanwas- 237. Kust, accumulatie- 237. Kust, rots- 232. Kustplatform, 232. Kustterrassen, 235. Kwarts, ig, 20, 21, 22, 24, 3i- Kwartsporfier, 24. L Laacber See, 267. Laagveen, 6g. Laagveen, tropisch 73. Laagvlak, 38. Laccolith, 61. Lagen, 37. Laki-spleet, 265. Lamellibranchiaten, 80. Lamprofier, 2 8. Landijs, 151, 187. Lange golven, bij aardbevingen, 304. Lapilli, 258, 261. Laplace, Hypothese van Kant en — 1, 379, 393- Laska, regel van 304. Latent-magmatische toestand, 308. Latent-plastische toestand, 372. Lateriet, 134. Lava, 258. Lava, blok- 259. Lava, koek- 260. Lava, schol- 259. Lava, touw- 260. Lava-asch, 263. Lavastroomen, 269. Lawines, 146. Lawines, grond- 146. Lawines, ijs- 165. Lawines, stof- 146. Leiën, 31. Leiën, kristallijne 34. Lengte, van een plooi, 50. Lepidodendrales, 74. Leuciet, 2 2. Leven, ontwikkeling van het 102. Liggende plooi, 47, 49. Limnivoren, 80. Limoniet, 31. Lineaire erupties, 265. Lissabon, aarbeving van 287. Listrische vlakken, 330, 366. Lithogenesis, 66, 365. Lithologische eigenschappen van een sediment, 99. Lithosfeere 6, 64. Lithosfeer, samenstelling van de —■ 13, 16. Lithothamnium, 94, Litorale zone, 92. Longitudinale trillingen, 304. Lood, 384, 385, 387. Löss, 130. Luchtwortels, 71. M ,,Maaren", 267. Macroseïsmen, 288. Magere kool, 72. Magma, 14, ig. Magma-differentiatie, 28. Magmaglas-asch, 263. Magmatische gassen, 271. Magmazone, 284, 308. Magnesiumglimmer, 22. Magnetisme, aard- 6. Mangaanknollen, 245, 250. Marine facies, 230. Marine regressie, 234. Marine transgressie, 234. Markasiet-modificatie, 246. Massieven, 348. Mauna Loa, 267. Meanderdoorbraak, 204. Meandervorming, 202. Mechanisme der gebergtevorming, 371Memeldelta, 69. ALPHABETISCH REGISTER 413 Mergel, 31. Messina, aardbeving van 287. Metamorfe gesteente 14, 33, 112. Meteorieten, 4. Methaan, 72. Mica, 22. Microplankton, 68. Microseïsmen, 288, 297. Middenloop, 200, 201. Middenvleugel, bij plooien, 46, 52. Middenvleugel, gereduceerde 52. Middenvleugel, uitgewalste 53. Middenvleugel-breuk, 52. Mineraalwater, 277. Mineralen, gesteente-vormende 21. . Mississipi, 71. Moerasberk, 70. Moerascypres, 71. Moerasgas, 72. Mofetten, 277. Monoclinale bouw, 213. Mont Pelée, 271. Moraine, afgezette 1 79. Moraine, binnen- 168. -Moraine, eind- 169, 179, Moraine, grond- 169, 179. Moraine, midden- 167 Moraine, oppervlakte- 169. Moraine, rand- 167. Moraine, zij- 167, 179. Mosselen, 80. Muscoviet, 21, 22. Myloniet, 53, 54. N Natron veldspaat, 22. Nefelien, 22. ,,Nehrung", 238. Nekton, 80. Neon, 8. Neritische facies, 100, 248. Neritische zone, 92, 93. .Nevenkraters, 270. Niagara-waterval, ouderdom 381. Nikkel-ijzer, 4, 6, 308. Normaalprofiel, 197. „Nunatak", 182. ,,Nuée ardente", 274. O Obsequent,' 2.13. Obsidiaan, 26, 262. Oceanen, sameristeiling van de 11. Oeadi's, 122. Oernevel, 1. ,,01d-red sandstone", 140. Olivien, 22. Ombuiging, van een plooirug of plooidal, 46. Omkeering, van het reliëf, 213. Onderbouw, 362. • Onderschuiving, 53-54. Onderzeesche vulkaankegels, 94. . Ontdakking, 271. Onthoofding, 209. Ontploffingen, in steenkolenmijnen, 72. Ontsluiting, 140.. Ontstaan der aarde, 1. Ontwikkelde plooibreedte, 48, 49. Opbouwende werking, 64. Opheffing van het land, 335. Opperhuidplooiing, 328. Opschuiving, 53. Opschuivingsblad, 54. Optisch draaiingsvermogen, 394- Organogene facies, 100. Organogene .sedimenten, 3 2. Orogenesis, 66, 365. Orthogneis, 34. Orthoklaas, 22. Ostracoden, 80. 414 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Ouderdom, van een gesteente, IOI. Ouderdom, van sedimenten, IOI. Ouderdom van metamorfe gesteenten, 112. Ouderdom van stollingsgesteenten, lil. Ouderdom, absolute 380. Ouderdom, relatieve 1 o 1. Overgangsveen, 70. Overhangende plooi, 47, 48. Overlangsprofiel, 41. Overlangsche spleten, 165. Overplooiing, 48. Overschuivingsvlak, 53. P Paardestaartachtigen, 74. Paddestoelrotsen, 122. Pahoe-hoe-lava, 260. Palaeontologie, 2. Palaeontologische eigenschappen van een sediment, 99. Pa ra gneis, 34. Parallelisatie van gesteenten, 109. Paroxisme, 269. Passieve segmentatie, 354Pedologie, 78. Pegmatiet, 28. Pelagische organismen, 80, 85. Pelea's haar, 264. Pelea's tranen, 264. Pelée-type, 275. Peneplaine, 65, 208. Penninische Alpen, 351. Peridineeën, 80. Periode, van seismografen, 298. Petroleum, 74. Phreatisch oppervlak, 221. Picea excelsa, 70. Pinus silvestris, 70. Plagioklaas, 2 2. Planetesimaal-hypothese, 393. Plankton, 80. Plastisch, 373. Plastische zone, 3 75Plat, continentale 235. Plateau Central, 324. Plateaujura, 319. Pleistoceen, 381. Pleistoseïste, 290. Pliniaansche eruptie, 275. Plooien, 39, 46. Plooien, transversale 357. PI ooibreuk, 52. Plooibundel, 49, 55. Plooibundel der Appalachen, 331. Plooibundel van het Jurage bergte, 318. gebergte, 333. Plooidal. iq, 46. D1„^;;„„ Aan ^ochndem m Plooiing, epidermis- 328. Plooiingsgebergten, 317. Plooiingsperiodes, 369. Plooilengte, 50. Plooiopschuiving, 52, 53. PIooioverschuivingsblad, 52, 53 Plooirug, 39, 46. Platonische gesteenten, 14. tijn, 122. Pneumatolitisch, 3';. Pntumatophoren, 71. Porfier, 23. Porfieriet, 27. Pteridospermen, 74. Pteropoden, 87. Pteropodenslik, 87. Puimsteen, 26, 262, 394. Puin, op gletschers, 163, 167 Puinaf glijding, 135. Puinbanden, 163. Puinhelling, 135. . Puinkegels, 134. Puinkegels, natte 198. Puinijskegel, 172. Pyreneeën, 364. ALPHABETISCH REGISTER 415 Pyrosfeer, 396. Pyroxeen, 22. R Radiale bewegingen, 39. Radiale spleten, 137. Radioactiviteit, 380. Radiolarièn, 80, 88, 250. Radiolariensïik, 88, 100, 244, 250. Radiolarieten, 250. Radium, 379. Radium-lood, 387. Radula, 80. Rakata, 277. Randbreuk, Schwarzwald- 322. Randkloof, 149. Randspleten, 161. Rechte plooi, 47, 48. Regelatievermogen van ijs, 158. Registreerinrichting, van seismografen, 301. Regressie, 334. Rek, 56, 314. Rekristallisatie, 328. Relatieve ouderdom, 101. Relatieve tijdschaal, 1 o 1, 11 o. Relatieve verkorting, 49. Restmagma, 19. Rhabdolithen, 86. Ribbelingen, 116, 139. Richting, van een laag, 39. Riecke, principe van 374. Rietveen, 69. Rif, barrière- 94. Rif, franje- 93. Rif, goud- 227. Rif, koraal- 93. Riggelrivieren, 215. Rijndal, boven- 314. Rijnslenk, 314. Rivieren, 190, 200. Rivieren, geërfde 218. Riviermonden, 241. Rivierwater, samenstelling van het — 12. „Roches moutonnées", 175. Roekan je, meertje van 69. Rolsteen, 30, 192. Rood diepzeeslik, 88, 244. „Roof pendants", 60. Rookkwarts, 20. „Rotliegende", 141. Rotswoestijn, 119. Rottingslik, 68. Ruggegraat, der Westalpen, 351- 357- S Sahara, 117. Sandgewand-afschuiving, '292. San Francisco, aardbeving van 287, 307. Santisgebergte, 332. Sapropeel-kool, 73. Sapropeliet, 68. Sapropelium, 68, 73, 75. Schalies, 34. Scheeve plooi, 47, 48. Scheuren, gapende 136. Scheuren, krimp- 57. Schiervlakte, 65, 208. Schilddelta, 239, 396. Schildvulkanen, 266. Schisten, 34. ,,Schlagende Wetter", 72. Schollava, 259. Schollen, 314. Schoorwal, 238. ., Schot t erf elder'', fluvioglaciale 180. Schriftgraniet, 28. Schrijfkrijt, 86, 249. Schubstructuur, 324. Schuifsteen, 30, 194. Schwarzwald, 314. Schwarzwald-randbreuk, 322. Secretie-gangen, 226. Sedimentatie, 37, 242. Sedimentatie, snelheid van 382. Sedimenten, 14. 416 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Sedimenten, zee- 85, 245. Segmentatie, 354. Seïsmen. 288, Seismografen, 297. Seismogrammen, 301, 303. Seismologie, 3, 287. Séracs, 163. Serpentines, 198. Shelf, 92, 235. ,,Sif", 127. Sikkelduin, 126. „SiH", 62. Slakken, 80. Slakken, vulkanische 262. Slenken, 239. Slenken, diepzee- 250. Slenken, tektonische 313. Slijkvulkanen, 76. Slijpgrens, van een gletscher, 168, 175. Smeltgaten, 173. Smeltwaterbeek, 169. Sneeuw, 143. Sneeuwbrug, 150. Sneeuwkristallen, 143. Solfataren, 277. Somma, 272. Soortelijk gewicht der aarde, 3. „Sortie axiale", 352. Spar, 70. Sphagnum, 70. Spleet-erupties, 265. Spleten, dwars- 163. Spleten, overlangsche 165, 166. Spleten, radiale 137. Spleten, rand- 161. Spleten, in gletschers, 161. Splinterzone, 177. Sponzen, 80. Sponzen, boor- 81. Spron ghoog te, verticale 5 3, 56. Spronghoogte, stratigrafische 53. 5ÖSserir, 119. Staande plooi, 48. Stalactiet, 223. Stalagmiet, 224. Stamrivieren, 212. Stationnaire massa, 298. Stauroliet, 33. Steenkern, 10;. Steenkool, 68, 72, 73. Steenschaal, 6, 64. Steenschaal, samenstelling van de — 1 3. Steenslagbanen, 167. Steenwording der sedimenten, 245. Steenzout, 32, 325. Stereogram, 41, 42. Steriel, 366. Stigmaria, 74. Stigmariavloeren, 73. Stikstof, 8. S t of la wi nes, 146. Stilstandsstadia, van gletschers, 183. Stollingsgesteenten, 14, 18. Stollingsgesteenten, indeeling der 22. Stollingsgesteenten, mineralogische samenstelling der 22. Stollingsgesteenten, scheikundige samenstelling der 14, 15, 16. Stollingsgesteenten, vormleer der 58. Stortbeek, ig6. Stortbeeksysteem, 198. St. Pierre, 274. Strandf acies, 100. Strandverschuiving, positieve 235. Strandverschuiving, negatieve 235Strandzone, 92. Stratigrafie, 1 o 1. Stratovulkanen, 269. Strekking, van een laag, 39. Stromboli, 273. ALPHABETISCH REGISTER 417 Stromboli-typc, 273. Stroomdraad, op een gletscher, 1 60. Stroomingen, in het magma, 378. Stroomonthoofding, 209. Structuur, granitische 20, 23, 393- Structuur, korrelige 2 3. Structuur, porfierische 23, 24. Structuur-kaart, 45, 211. Stu wheuvels, 136. Stuwwal, 187. Subaquatische afschuiving, 256. Subsequent, 215. Sulfaten, 13. „Superimposition", 218. Sylvien, 32. Symmetrievlak, van een plooirug of plooidal, 46. Synclinaalkern, 46, Synclinaalvleugel, 46. Synclinale lijn, 50. Synclinale ombuiging, 46. Synclinalen, 39, 46. T Tafeljura, 324. Tamboro, 276. Tangentiale druk, 39. Tangentiale rek, 39. Taxodium distichum, 71. Teelaarde, 78. Tektonische daling, 98. Tektonische geologie, 38. Tenger-gebergte, 272. Temperatuur, van het zeewater, 83. Temperatuur, bodem- 282. Temperatuurschommelingen, in de woestijn, 119. Temperatuurtoename, 282. Terra rossa, 134. Terrassen, 205. Terrassen, accumulatie- 206. Terrigeen slik, 243, 248. Terugsnijdende erosie, 197, 208. Textuur, 394. Thermen, 225. Thorium-lood, 387. Tijdrekening, geologische 3 79. Timor, 364, Toermalijn, 3 5. Tongbekken, 180. Topaas, 3 5. „Torrent", 197. Totale breedte, van een plooi, 48. Touwlava, 260. Transgressie, 234. Transversaalverschuiving, horizontale 54, 55. Transversale plooien, 357. Transversale trillingen, 304. Tribolieten, 83, 113, 248. Trog, 46. Tropische laagvenen, 73. Troposfeer, g. Tuf, kalk- 32. Tuf, vulkanische 32. Turf, 68, 71, 72. U Uitbarsting, vulkanische 259, 272. Uitbarstingsverschijnselen, 272. Uitgewalste midden vleugel, 53. Uittreding, der plooiassen, 352. Uitvloeiing, van stollingsgesteente, 58-59. Uitvloeiingsgesteenten, 2 3. Uitwiggen van lagen, 38. Uranium, 384. V Vastelands-stoep, 92. Veenmos, 70. 418 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Vecnvorming, 68, 70. Veldspaat, 21, 22. Venster, 346. Vereffening, 210. Vergrootingsinrichting, van seismografen, 301. Verkolen, 71. Verkorting, absolute en relatieve 49. Verlander, 74. Verrotting, 69. Verrottingsproces, 7 3. Verschuivingsvlakken, 54. Versteening, 105. Verticaal - seismog raaf, 303. Verweering, 131. Verweering, droge 119. Verweering, physische 35. Verweering, scheikundige 3 5, 131. Verzamelgebied, 197, 224. Verzamelgeul, 197. Vesuviaan, 3 3. Vesuvius, 272. Vetkool, 72. Victoria-water, 277. Visschen, 80. Vleugels, van een plooi, 46. Vleugelslakken, 87. Vloedgolven, 229. Vluchtige bestanddeelen van steenkool, 72. Vochtigheid, 118. Voetgletscher, 153. Vogels, 113. Vogezen, 314. Volkristallijn gesteente, 22. Vooralpen, 330, 362. Voorland, 354. Voorloopers, 304. Vormgetrouwe plooiing, 50. Vorst werking, 131, Vulkaanhaard, 280. Vulkaankegels, onderzeesche 94. Vulkanen, samengestelde 269. Vulkanen, strato- 269. Vulkanische tuf, 32. Vulkanisme, 62, 65, 258. Vulkanisch glas, 25. Vulkanische producten, 258. Vulkano-type, 274. W Wadden, 239. Waterdamp, 8. Waterstof, 9. Weersfeer, q. Wieren, 69, 80. Wieren, kalk- 93, 94. Wieren, kiezel- 89, 90. „Wildbach", 197. Wind, 116. Windkracht, invloed der — op de duinen, 126. Windrichting, invloed der — op de duinen, 128. Woestijn, 114. Woestijn, fossiele 140. Woestijn, kiezel- 119. Woestijn, rots- 119. Woestijn, zand- 117, 119 125. Wormen, 78, 80. Wortel van een dekklad, 346 Wrijfkrassen, 54, 314. Wrijf spiegel, 54. Wrijvingsbreccie, 54. X Xenon, 8. Y Yellowstone National Park, 270. Z Zadel, 393. Zand, vulkanisch 261. alphabetisch register 419 Zandsteen, 30. Zands teenpij pen, 312. Zandwind, 121. Zandwoestijn, 117, lig, 125 Zandzee, 125. Zeeanemonen, 80. Zeeappels, 80, 81. Zeebeving, 287. Zeediepte, 81. Zeekomkommers, q 6. Zeepokken, 8 1. Zee-organismen, 78. Zee-sedimenten, 85. Zeestroomingen, 80, 83. Zeewater, samenstelling van het — 11. Zeggeveen, 6q. Zetel, van het vulkanisme, 279. Zoetwaterfacies, 100. Zoutgehalte der oceanen, 383. Zuur gesteente, 27.' Zuurstof, 8. Zwerfsteenen, 181. Zwevende zijdalen, 178. Zwitsersche Alpen, 358. INHOUD <3i|jLÊ^^§|||E leidende gedachte die aan dit boekje ten < grondslag ligt, is niet door alle achtereenïSHpfe§SI v°lgencle hoofdstukken verwerkt kunnen < §|Bli|^ɧ§ worden omdat het noodig was in eenige SifSiv^yllli hoofdstukken die den draad onderbreken, vaktermen en begrippen duidelijk te maken. Na een inleiding (hoofdstuk I) moest eerst medegedeeld worden, uit welke grondstoffen de aarde opgebouwd is (II) en hoe deze stoffen tot een gebouw vereenigd zijn (III). Daarna pas kon het schema volgens hetwelk dit boekje opgezet is, aangegeven worden (IV). Wij begonnen in hoofdstuk V met den invloed van de levende wezens op de gedaanteverandering der aarde, omdat het hierna pas mogelijk was er op te wijzen, hoe de relatieve ouderdom der aardlagen met behulp van fossielen bepaald wordt (VI). Dat moest zoo vroeg mogelijk medegedeeld worden, omdat in de volgende hoofdstukken de andere geologische krachten besproken worden: eerst zooals wij ze nu waarnemen maar dan ook, gewoonlijk heel kort, hoe zij ook vroeger gewerkt moeten hebben. Om dat „vroeger" duidelijk te maken, werd het hoofdstuk VI ingelascht. Daarna kon de behandeling der verschillende geologische krachten, die aan de gedaanteverandering onzer aarde werken en werkten, weer opgenomen worden, volgens het schema, dat in hoofdstuk IV uiteengezet is, te beginnen met de uitwendige krachten en te eindigen met de inwendige (VII—XIII). Tenslotte werd in hoofdstuk XIV getracht, een denkbeeld te geven van de moeilijkheden die er bestaan om den absoluten ouderdom der aardlagen te schatten. INHOUD 421 Bladz. VOORBERICHT V HOOFDSTUK I. INLEIDING 1 Het ontstaan der aarde 1; Geologie of aardkunde en de hulpwetenschappen 2; Het soortelijk gewicht der aarde 3; meteorieten 4; de aardkern een nikkelijzer legeering 6. HOOFDSTUK tl DE SAMENSTELLING DER AARDE 8 1. De samenstelling van de atmosfeer 8 2. De samenstelling van de hydrosfeer 11 A. Oceanen en zeeën 11 B. Rivieren en meren 12 C. Grondwater 13 3. De samenstelling van de steenschaal (lithosfeer) 13 A. Stollingsgesteenten 18 Graniet, opgebouwd uit gekristalliseerde mineralen 18; Magma 19; De granitische structuur 19; De gesteentevormende mineralen 22; Genetische indeeling der stollingsgesteenten: diepte-, gangen uitvloeiïngsgesteente 22; De porfierische structuur 23; eerstelingen en grondmassa 24; Verschillende magma's 27. B-. Afzettingsgesteenten 29 In oceanen gevormde 29; Eluvium en alluvium 30; Gruisgesteenten 31; Organogene sedimenten 32. C. Metamorfe Gesteenten 33 Contactmetamorfose 33; dynamometamorfose 33; Gneis 33; kristallijne schisten, schalies en leiën 34. D. De kringloop der gesteenten 35 422 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Bladz. HOOFDSTUK III. DE BOUW DER STEENSCHAAL.... 37 Sedimentatie (afzetting) 37 Tektonische geologie 38 Plooien 39 Plooiruggen en plooidalen 39; Helling en richting 39; Geologische kaarten 41; overlangsche- en dwarsprofielen 41; stereogrammen of blokdiagrammen 42; structuurkaarten 45; Nomenclatuur der plooielementen aan een laagvlak 46; Afstandsgetrouwe en vormgetrouwe plooiïng 50. Plooibreuken .' 52 Plooiopschuiving, plooioverschuiving, overschuivingsblad. Opschuivingen 53 Horizontale transversaalverschuivingen 54 Rek, Afschuiving, flexuur 56 Breuken zonder dislocatie 57 'Krimpscheuren, druksplijting of clivage. Vormleer der stollingsgesteenten 58 Intrusie en extrusies 58; Batholith 59; gang 60; diatrema of eruptiefzuil 61; laccolith 61; intrusieplaat 61. HOOFDSTUK IV. OVERZICHT DER GEOLOGISCHE KRACHTEN 63 De geologische krachten van thans en vroeger 63; Algemeene of dynamische geologie 64; Opbouwende en afbrekende werking 64; De geologische cyclus: orogenesis, glyptogenesis en lithogenesis 66. HOOFDSTUK V. DE ORGANISCHE KRACHTEN. DE BIOSFEER 67 Op het vaste land 67 Fauna 67 INHOUD 423 Bladz. Flora 68 Veenvorming 68; Inkoling 71; Bitumisatieproces 73; Petroleum 74; Slijkvulkanen 76; Afbrekende werking van planten 78. De zee-organismen 78 Biologische gegevens 79 Beteekenis der biologie voor de geologie 81 De temperatuur van het zeewater 83 Fosfaatconcreties 84; Koraalriffen 84. De organogene zeesedimenten 85 Globigerinenslik 85; pterpodenslik 87; radiolariensïik 88; diatomeëenslik 89. De diepte-zones der oceanen 92 De shelf of vastelandsstoep 92; De litorale-, neritische, bathyale- en abyssale-zönes 92. Koraalriffen 93 Het begrip facies 99 HOOFDSTUK VI. DE RELATIEVE TIJDSCHAAL IN DE GEOLOGIE 101 Ouderdomsbepaling van afzettingsgesteenten 101; Fossielen 104; Facies- en gidsfossielen 107; Decimale indeeling der stratigrafie 110; Ouderdom van stollingsen metamorfe gesteenten 11:1; De ontwikkeling van het leven op aarde 1)12. HOOFDSTUK VII. DE ATMOSFEER 114 De bliksem 114 ■ De wind. Ribbelingen 116 De woestijn 117 Absolute en relatieve vochtigheid der lucht 118; Rotswoestijn, kiezelwoestijn en zandwoestijn 119; Droge verweering 119; Deflatie en corrasie 121; Paddestoel- Geologie 28 424 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Bladz rotsen 132; driekanters 122; De zandwoestijn 125; sikkelduin 126; duinvorming 127; Gelaagdheid afhankelijk van windkracht en windrichting 128; Löss 130. Het weer en de verweering 131 Scheikundige verweering 131; Oplossing, karrenvelden 131; Dentrieten 133; Blokvelden 134; Vereenigde werking van scheikundige en natuurkundige verweering 134; Bergstorting, puinafglijding 135. De atmosfeer als oude geologische kracht 138 Fossiele woestijnen 140; Ceratodus, een merkwaardige visch 140; Oude bergstortingen 142. HOOFDSTUK VII. HET IJS. DE GLETSCHERS 143 Tegenwoordige gletschers 143 Sneeuw - firn - gletscherijs 144 Lawines 146 Gletschertypes 147 Alpen 147; firabekken 147; firnlijn en gletschertong 148; randkloof 149; samengestelde gletschers 150; helïinggletschers, overhangende gletschers 151; Skandinavië 151; Groenland 151; landijs. Antarctica 151; ijsbarrière 152; voetgletschers 153; ijsbergen 153. De beweging der gletschers 153 Stationnaire gletscher 154; Gletscherstructuur; blauwebladen-structuur 157; Beweging van het gletscheropPervlak 160; Gletscherschommeling 160. Breuk- en spleetvorming 161 Randspleten 161; Dwarsspleten 163; ijsval séracs 163; puinbanden 163; Overlangsche spleten 165. IJslawines, geregenereerde gletschers 165. Het systeem puin-ijs-zon 166 Oppervlakte moraines: rand- of zij-moraines 167; INHOUD 425 Bladz. midden moraines 167; gTondmomine 169; erodmoraine 169; Smeltwateribekken 169; inglaciale kanalen 169; kolkgaten 169; Puin-ijs-kegels 172; Gletschertafels 172; Smeltgaten 173. Afbrekende en opbouwende werking 174 Glaciale erosie i 174 Gletscherkrassen 174; gletschermelk 175; Buitrotsen 175; Fjorden 177; Drempels in dalen 177; U en V dalen 178; Zwevende zijdalen 178. De opbouwende werking van gletschers 179 Afgezette moraines 179; Drumlins 180; Fluvioglaciale afzettingen 180. Glaciale serie 180; Erratische blokken 181. Vroegere vergletscheringen 182 Diluviale gletschers in Zwitserland en Nederland 182; Permische vergletscheringen 187. HOOFDSTUK IX. HET ZOETE WATER 190 Rivieren 190 Erosie en transport 190 Kolkgaten 191; Rolsteenen 192; botsfiguren 193; schuifsteenen 194; grintbanken 195. Het systeem van de stortbeek 196 Verzamelgebied, verzamelgeul, afzettingsgebied en afvoergeul 197; Erosiebasis 197; Normaal- of evenwichtsProfiel 197; Kronkels 198; Puinkegel 198; Delta 199. Boven-, midden- en benedenloop van een rivier 200 Kronkelen 202; meanderdoorbraak 204; kronkelberg 204; kris-kras-gelaagdheid 205. Terrassen . > ... 205 Het begrip schiervlakte (peneplaine) 208 Onthoofding van een rivier 209; Hardkoppen 210; Vereffening of denudatie 210. 436 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Bladz Ontwatering van geplooide gebieden 211 'Consequente 212; inconsequente rivieren 213; omkeering van het reliëf 213; obsequente 213; en subsequente rivieren 215; Epigenese 216; en antecedentie 218. Het grondwater 219 In losse gruisbodems 220 Stroomsnelheid van het grondwater 221; Duinwater 221. Grondwater in kalksteen 222 Karsthydrografie 222; Dolienen 223; Druipsteengrotten 223. Artesisch water (drukwater) 224 Thermen 225; Secretie gangen 226. Het zoete water als oude geologische kracht 227 HOOFDSTUK X. DE ZEE 229 De kust ' 229 Marine erosie : 232 Abrasievlak 233; Discordantie 234; basaal conglomeraat 234; Transgressie en regressie 234; Verdronken dalen 235; Positieve en negatieve strandverschuiving 235; kustterrassen 235; opgeheven koraalriffen 236. Aanwaskusten 237 Schoorwal 238; Wadden 239; schilddelta's 239; zeeduinen 239. Riviermonden 241 Delta, estuarium. Sedimentatie in zee 242 Terrigeen slïk 243; blauw slik 243; groen slik en groen zand 243; Rood diepzee slak 244; Overzicht der tegenwoordige zeesedimenten 245. Steenwording der sedimenten 245 Diagenese 246; concreties 246; Omkristalliseeren 246; Kitmassa 247; 'Dynamo- en contact-metamorfose 247. IN-HOUD 427 Bladz. Oude zeesedimenten en het begrip geosyclinale .... 248 Neritische facies 248; Bathyale zone 248; tribcJieten, ammonieten 248; Abyssische facies 249; radiolarieten 250; mangaanknollen 250; Geosynclinalen en haar oPvullingsmechanisme 250; Geanticlinalen 253; Het opvullingsmechanisme van diepzeeslenken 254; subaquatische afschuivingen 256. HOOFDSTUK XI. HET VULKANISME 258 Extrusies 258 De vulkanische producten 258 Lava 258; blokiava 259; touwlava 260; klasmatische producten 260; Bommen 261; Puimsteen 262; proeven van Brun 262; Asch 263; Exhalaties 264. De extrusievormen 265 Lineaire erupties 265; Centrale erupties: schildvulkanen 266; maaren 267; samengestelde (strato-vulkanen) 269; Areaal erupties 270; Caldera: explosie- en instortings-caldera 271; Cel-hypothese 271. Uitbarstingsverschijnselen 272 Voorteekenis 272; Uitbarstingen: Hawai-type 273; Stromboli-type 273; Vulkano-type 274; Pelée-tyPe 274; Pliniaansch-type 275; Krakatau 276; Nawerkingen: fumarolen, geisers 277. De zetel der vulkanische verschijnselen 279 Samenhang tusschen intrusie en extrusie 279 De vulkaanhaard een intrusie: batholith 280. Het mechanisme der extrusie 281 De temperatuurtoename in de steenschaal naar het binnenste der aarde 282 Temperatuurschommeling in de lucht 282; Constante temperatuur in den bodem 282; Geothermisch bedrag, geothermische gradiënt 283; Geoïsothermen 284; Magmazone 284. 428 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Bladz. Oude vulkanische verschijnselen 284 HOOFDSTUK XII. AARDBEVINGEN 286 De verschijnselen der macrosetsmen 286 Uitgangspunt of epicentrum 286; San Francisco 1906 287; Lissabon 1755 287; Messina 1908 287; Mino-Owari 1891 288; Aardbevingshaard of hypocentrum 288; Intensiteitsschaal 288; Pleistoseïste, isoseïsten 290; Homoseïste 291; Breuken; epdcentrale gebieden 293; Tektonische-, vulkanische- en instortingsaardbevingen 296. Microseïsmen . . 297 Seismografen . . . . 297 Stationnaire massa 298; Horizontale slinger 299; aequivalente slingerlengte 299; Demping, Vergrooting, Registreering 301; Verticaal seismograaf 303. Seismogrammen 303 Longitudinale en transversale trillingen 304; lange ■golven 304'; Eerste voorloopers, tweede voorloopers, hoofdstoring 304; Regel van L a s k a 304; Avezzano 1915 305. Het inwendige der aarde 305 Discontinuïteitsvlakken in de aarde 305 Aardkern 307 Oorzaak der aardbevingen 307; Indeeling der aarde in concentrische zones 308. Fossiele aardbevingen , 310 Oudendoms van breuken 310; Zandsteengangen en zandkegels 311. HOOFDSTUK XIII. BERGVORMING 313 Breukgebergten • 313 Horsten en slenken 313; Slenkvorming 314; Wrijfkrassen, wrijfsPiegel 314; Schwarzwald, Vogezen en Rijnslenk 314. Plooïingsgebergten 317 INHOUD 429 Bladz. Het Juragebergte 318 Ketenjura en Plateaujura 319; Horizontale transversaalverschuivingen 320; De invloed van de Rijndalslenk 322; Overschuiving van de Ketenjura op de Tafeljura 324; De weerstand van de hercymische gebergten; Plateau Central, Vogezen en Schwarzwald 324; Het Juragebergte een epidermisplooiïng 325; De rol van steenzoutlagen 325. De Appalachen 330 De Alpen. Het dekbladen verschijnsel 330 Het Santisgebergte 332 De Santisplooibundel op zich zelf beschouwd 332; Deze plooibundel als kop van een dekblad met tot op nul gereduceerden middenvleugel 336; Het begrip dekblad 336; Curfirsten 342; De rol van de Molasse-Nagelfluh 342. De Glarneralpen 343 Vattis, de Calanda en de Drachenberg-overschuiving 343; Het Glarner dekblad 345 De Helvetische dekbladen 346 De ruggegraat der Alpen, de hercynische massieven. 348 De Penninische Alpen 351 Culminaties en depressies in plooibladen 352; Het principe van de uittreding der plooiassen 352; Passieve 354 en actieve- 355 segmentatie. De rol der hercynische massieven. Transversaal plooiïng. De vorm der Penninische plooibladen in dwarsprofiel 357. De bouw der Zwitsersche Alpen 360 Dekbladen en facies-geologie 362 Tertiaire plooiïngsgebergten 364 Vroegere bergvorming 365 Geosynclinalen en geologische continenten 365; Orogenesis, glyptogesis en lithogenesis 365; De verschil- 430 GEDAANTEVERANDERINGEN ONZER AARDE Bladz. lende geologische cyclen 366; Dekbladen in de Ardennen: hercynisch 366; Dekbladen in Schotland en Noorwegen: caledonisch 367; Huronische gebergten 367. Het mechanisme der gebergtevorming 371 De theorie van A1 b. Heim over breuklooze deformatie 371; Alzijdige drukverdeeling 372; Latent-plastischen toestand op groote diepte 372; Bros en plastisch 373; De Proeven van Adams 373; Druk, temperatuur en ti>d 374; Het principe van Riecke 374; Kataklaasstruotuur 375; De plastische zone 375; Bewijzen dat de gesteenten hard waren voor de bergvorming 376. Laatste oorzaken der bergvorming 376 Contractiespanningen in de steenschaal 377; Magmastroomingen 378. HOOFDSTUK XIV. GEOLOGISCHE TIJDREKENING .. 379 De afkoeling der aarde (Kelvin) 379 De laatste 12.000 jaren (De Geer) 380 De Niagara waterval 381 Ouderdomsbepalingen met behulp van denudatie en sendimentatie Sollas, Walcot, Barrell 382 Ouderdom der oceanen uit het zoutgehalte bepaald .. 383 Bepaling van den absoluten ouderdom der aardkorst op radio-actieven weg 384 Helium-methode 385 Radium-lood-methode 387 Slotwoord 388 AAN TEEKEN INGEN 391 GEOLOGISCHE LITERATUUR 399 ALPHABETISCH REGISTER 403 INHOUD 420 BIJ DE MAATSCHAPPIJ VOOR GOEDE EN GOEDKOOPE LECTUUR (WERELDBIBLIOTHEEK) TE AMSTERDAM-SLOTERDIJK VERSCHENEN IN DEZELFDE BANDUITVOERING REEDS EERDER DE HIERACHTER VERMELDE WERKEN: DR. J. VAN DER BILT: Sterrenkunde. 3e herziene en uitgebreide druk. Met 130 illustraties. In lusteren keurband ƒ 5.25. Het verschijnen er van is van groote beteekenis voor de populaire sterrenkunde in ons land, — ook hij, die als liefhebber reeds aan sterrenkunde gedaan heeft, kan dit werk niet missen." Handelsblad IR. F. J. FABER: Geologie van Nederland. Rijk geïll. In lusteren keurband ƒ 6.25 „Alles wat verband houdt met het ontstaan en de samenstelling van onzen bodem, met de klimaatsveranderingen en het als gevolg van die zich wijzigende dieren- en plantenleven, is in dit werk beschreven, met gebruiksmaking van de nieuwste gegevens van het bodem-onderzoek van de Rijksopsporingsdienst van delfstoffen. Een groot aantal afbeeldingen, tabellen, kaarten en profielteekeningen lichten het besprokene toe." Arnhemsche Crt. PROF. DR. PH. KOHNSTAMM: Warmteleer. 2e druk. In lusteren keurband ƒ 3.25. Geeft een schitterende uiteenzetting van dit interessante onderdeel der natuurkunde. Het behandelt de twee hoofdwetten der warmteleer, de kinetische theorie der materie en de kinetische verklaring der 2de hoofdwet, waarmede de schrijver belangwekkende wijsgeerige beschouwingen verbindt- DR. E. H. BUCHNER: Molekulen en Atomen. (Zelfstandige bewerking van Prof. Duncan's bekende werk „Moderne Wetenschap"). 4de druk. In lusteren keurband ƒ 3.75. „De natuurliefhebber die zich op de hoogte wil houden van deze hoogst belangrijke verschijnselen kan, buiten de geschriften van Prof. Bragg (in het Engelsch) in geen Europeesche taal iets meer recent en tevens duidelijker te lezen vinden." Natuurwetenschappelijk Tijdschrift DR. FRITZ BEER en H. HEUKELS: De Relativiteitstheorie van Einstein. Twee deelen in één lusteren keurband / 2.25. „Allen, die van het werk van Einstein iets degelijks willen afweten moeten deze werk, jes lezen." Polytechnisch Maandblad PROF. DR. J. BOEKE: Algemeene Biologie. Met ui afbeeldingen. In lusteren keurband ƒ 2.75. „Het is een heel mooi en heel merkwaardig boek geworden, waarin de algemeene levensverschijnselen, ook het vraagstuk der erfelijkheidsproblemen in het kort behandeld worden." Nieuwe Rott. Crr. PROF. DR. CONRAD GÜNTHER: Het Leven der Dieren. Vertaald door Rinke Tolman. Met vele afbeeldingen en 20 prachtige natuuropnamen. In lusteren keurband. ƒ 2.— „Een populariseering in den besten zin des woords . . . geen dorre geleerdheid, maar een enthousiast pleidooi voor het zien en waardeeren der levende natuur als één geheel." De Nederlander " DR. J. J. TESCH: Het Leven der Zee. Met 219 ill. In lusteren keurband ƒ 4.25 „Zoowel de wijze van behandeling als de tallooze mooie illustraties zullen dit boek, het eerste oorspronkelijke Nederlandsche werk over dit onderwerp, ongetwijfeld maken tot een standaardwerk op dit gebied. . . . Een prachtig boek." Natuurwetenschappelijk Tijdschrift F. STEENSMA: Wetten der Erfelijkheid. In lusteren keurband ƒ 1.25. „Een hoogst leerzaam en interessant werkje." Delftsche Courant DR. A. SCHIERBEEK: Instinkt of Verstand!' Een inleiding tot de psychologie der dieren. Verschijnt eind 1927. Geen probleem is voor hem, die belangstelt in den groei en de ontwikkeling van het menschelijk denken interessanter dan dat der wonderbaarlijke instinkten. Dr. Schierbeek behandelt het onderwerp boeiend en met groote helderheid. DR. G. C. A. VALEWINK: Bewoonde Werelden. Verschijnt eind 1927. Dit aardig geïllustreerde boekje geeft op heldere wijze een overzicht van de opvattingen en theorieën aangaande het zoo uiterst boeiende probleem der bewoonbaarheid van andere planeten. ABONNEMENTEN „NAAR VRIJE KEUZE" UIT DEN VOLLEDIGEN BOEK CATALOGUS VAN DE WERELDBIBLIOTHEEK Om ieder gelegenheid te geven zich ook onze reeds verschenen (uitgaven tegen aanmerkelijk {verlaagden prijs faan te schaffen, hebben wij onze abonnementen naar vrije keuze ingesteld, opklimmend van ƒ15.*» tot ƒ250.—, met kortingen van r6*/i tot 36%. Dat wil zeggen- Wie uit onzen volledigen catalogus een aantal werken uitkiest ter waarde van: priis betaalt of in 4 drie maande- of in 10 maande' in eens lijksche termijnen lijksche termijnen / iï.— ƒ 13.50 ƒ 4- H 3 x ƒ 3.— ƒ 1.75 + 9 x ƒ 1-25 ƒ 35-— ƒ 30.— ƒ 5.50 + 3 x ƒ 5.— ƒ 2.50 + 9 x ƒ 2.— ƒ 35.— / 37.50 ƒ 7- 1- 3 x / 7.— ƒ 3.35 + 9 X / 3-75 ƒ 50.— ƒ 37.50 ƒ 9-50 + 3 x ƒ 9.50 ƒ 4.25 + 9 X ƒ 3.75 ƒ 75-— 1/ 55-—I ƒ15- h 3 x ƒ 13.50 ƒ 6.— + 9 x ƒ 5.50 ƒ100. —I ƒ 70.- /18. h 3 x ƒ 17.50 ƒ 7-50 + 9 x ƒ 7.— /ijo.— f 100.- /35.50 + 3 x ƒ25.— ƒ10.50 + 9 x ƒ 10.— /soo.— ƒ I30.— /33- H 3 x ƒ33.50 ƒ13.50 + 9 x ƒ13.— ƒ350—ƒ160.— ƒ40.50 + 3 X ƒ40.— ƒ16.50 + 9 x/16.— Als de prijs der gekozen boeken de genoemde bedragen iets overschrijdt wordt het surplus (zonder korting) bij den eersten termijn gevoegd. B.v. kosten de boeken ƒ 15.65, dan betaalt men ƒ13.15 in eens, of ƒ4.65 plus 3 [maal ƒ3.— of ƒ2.40 plus 9 maal ƒ1.25. Van eiken titel mag slechts één exemolaar worden gekozen in elk abonnement. De volledige Vondel-uitgave kan niet in een Abonnement Naar Vrije Keuze worden opgenomen. De boeken worden direct bij betaling van den eersten termijn geleverd.