Inleiding
In het vorige hoofdstuk van dit e-book stonden we stil bij een van de oudste fossielenvindplaatsen binnen het Paleozoïcum. In dit hoofdstuk focussen we op een iets jongere laag, de Tapeats Sandstone. Deze zandsteenlaag is aanwezig in de Grand Canyon en ligt op de Great Unconformity, een erosieoppervlak dat door creationisten wordt gezien als het begin van de zondvloed. In deze video legt creationist Steve Austin dit uit. De Tapeats Sandstone zou dan de eerste laag zijn die door de rijzende vloedwateren op het Amerikaanse continent zou zijn afgezet. En dat lijkt best mooi in het plaatje te passen. De Tapeats Sandstone bestaat uit grofkorrelig zand en conglomeraat dat vol zit met aanwijzingen van stromend water. (Hoewel, zouden de eerste vloedgolven vanuit de oceanen niet eerder het fijnkorrelige sediment van de oceaanbodem meevoeren?) In dit hoofdstuk wil ik echter laten zien dat ook aanwijzingen voor stromend water problematisch kunnen zijn voor een zondvloed.
Datering
Allereerst nog iets over de datering. De vorige keer hebben we stilgestaan bij de Yu’anshan Member, die gedateerd wordt op ongeveer 520 miljoen jaar. De Tapeats Sandstone Formation is iets ouder dan 500 miljoen jaar. Onder de Tapeats Sandstone, onder de Great Unconformity, bevindt zich de Grand Canyon Supergroup. Dit zouden volgens creationisten dan gesteenten zijn die voor de zondvloed zijn gevormd. De bovenste laag van de Grand Canyon Supergroup, de Sixtymile Formation, wordt door recente studies echter gedateerd op 510 miljoen jaar oud, 10 miljoen jaar jonger dan de Yu’anshan Member (Karlstrom et al. 2018, Karlstrom et al. 2020). Dat betekent dat de Great Unconformity (het begin van de zondvloed) jonger is dan de Yu’anshan Member, die de eerste fossielen die tijdens de zondvloed zijn bedolven zou bevatten.
Het is natuurlijk gemakkelijk om te beweren dat de gebruikte dateringsmethodes onbetrouwbaar zijn.
Toch denk ik dat dit meer problemen zou opleveren dat oplossen. Interne consistentie binnen formaties en consistentie tussen formaties die stratigrafisch boven elkaar liggen wordt dan lastig om te verklaren.
Ik ga er in dit hoofdstuk niet verder op in, ook omdat de ins en outs van radio-isotopendatering niet mijn specialisatie zijn. Ik wil creationisten er graag op wijzen dat zij ofwel moeten stellen dat radio-isotopendatering voor Cambrische gesteenten een onzekerheidsmarge van ten minste 10 miljoen jaar heeft, of dat zij het standaardscenario van de zondvloed (eerst Great Unconformity, daarna de Cambrische Lagerstätten) moeten aanpassen.
Sedimentaire structuren
De sedimentologie van de Tapeats Sandstone wordt het duidelijkst beschreven door Hereford (1977) en Rose (2006). Deze twee papers vormen de bronnen voor de feiten waarop ik mijn argumentatie baseer.
Hereford onderscheidt in de Tapeats Sandstone verschillende faciës. In bijna alle faciës komt cross-stratificatie voor. Cross-cross-stratificatie (of scheve gelaagdheid in goed Nederlands) ontstaat door het stromen in een bepaalde richting van het medium dat het sediment vervoert. Door deze stroming vormt het sediment schuine laagjes die zich op elkaar stapelen, soms weer instorten en soms geërodeerd worden. In twee faciës ontdekte Hereford echter een bijzondere vorm van cross-stratificatie, zogenaamde herringbone cross-stratification (vissengraatcross-stratificatie). Ik zal deze term in het vervolg afkorten als ‘HCS’.
11 Bron: https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/18994368822
De schuine laagjes in cross-stratificatie zeggen iets over de richting van de stroming. Als het hoogste punt van een laagje zich aan de linkerkant bevindt en het laagste punt aan de rechterkant, dan was de stroming van links naar rechts. Dit was dus de stroomrichting van het water dat het zand in het onderste deel van bovenstaande foto heeft afgezet. In het bovenste deel van de foto was de stroomrichting echter precies andersom. Dit patroon van afwisselende oriëntatie van de laagjes wordt HCS genoemd en duidt dus op het 180 graden draaien van de stroomrichting.
Er is natuurlijk één milieu waarin het heel gebruikelijk is dat de stroomrichting voortdurend draait: een getijdegebied. En dat is ook het correcte antwoord voor de vraag waar HCS wordt gevormd. Toch is dat nog niet zo voor de hand liggend. In de meeste getijdegebieden is de stroom de ene kant op sterker dan in de andere richting, waardoor je maar één dominante stromingsrichting in het sediment krijgt. In veel gebieden staan de eb- en vloedstromen ook niet 180 graden op elkaar. Bovendien bevatten getijdestromingen vaak niet genoeg sediment om HCS te vormen. Wat tijdens (bijvoorbeeld) de ebstroom aan cross-stratificatie wordt gevormd, wordt tijdens de vloedstroom alleen maar uitgewist, niet aangevuld.
Dat uitwissen van cross-stratificatie in een terugtrekkende stroming levert overigens wel een andere sedimentaire structuur op, zogenaamde reactivatieoppervlakken. Ook deze werden door Hereford in de Tapeats Sandstone aangetroffen en wijzen erop dat de zandsteen in een getijdegebied werd gevormd.
Andere aanwijzingen voor een getijdefossielen zijn verschillende sporenfossielen van organismen die in getijdegebieden voorkomen en structuren die geïnterpreteerd worden als getijdegeulen. Maar hoe werd de HCS in de Tapeats Sandstone gevormd?
Eén koppel HCS (dus twee lagen cross-stratificatie in tegengestelde richtingen) wordt niet gevormd door één eb-en-vloedbeweging, maar door een langduriger proces. Over lange tijd wisselen en eb- en vloedstroom namelijk in kracht. Soms is de ene sterker, soms weer de andere. Dat hangt af van de geografie van het getijdegebied, dat door sedimentatie en erosie verandert. In een bepaalde periode wordt door bijvoorbeeld de sterke ebstroom cross-stratificatie in de ene richting gevormd, waarbij de zwakke vloedstroom alleen maar zorgt voor reactivatieoppervlakken. Daarna wisselen beide stromen van kracht en krijg je cross-stratificatie in de andere richting, wat resulteert in HCS.
Rivieren
Naast de faciës die geïnterpreteerd kunnen worden als getijdeafzettingen, vond Hereford ook gesteenten die gevormd lijken te zijn in rivieren. Het gesteente bestaat uit geulen, gevuld met zandsteen met
cross-12
stratificatie, die elkaar voortdurend afsnijden. Sommige geulen komen ook geïsoleerd voor en wijzen op avulsie, de vorming van een nieuwe riviergeul. Al deze kenmerken komen goed overeen met die van een gebied met vlechtende rivieren, die overgaan in een getijdegebied. Tegenwoordig treffen we langs de kust voornamelijk meanderende rivieren aan. In het Cambrium was er op het land echter nog geen vegetatie, waardoor rivieren gemakkelijker hun loop verlegden.
Al deze feiten wijzen erop dat de zandstenen en conglomeraten van de Tapeats Sandstone in een kustgebied zijn gevormd. Er zijn nog meer feiten die dat ondersteunen, zoals de aanwezigheid van mud-cracks, eolische duinstucturen, low-angle cross-stratificatie die op stranden wordt gevormd en de aanwezigheid van red beds.
Het probleem
Hoe zouden de structuren en kenmerken van de Tapeats Sandstone gevormd kunnen zijn in een zondvloed? Ook tijdens de zondvloed kun je natuurlijk getijdestromen hebben gehad. Het wordt echter lastig om zowel de reactivatieoppervlakken als de HCS te verklaren met dezelfde getijden (in plaats van, zoals de gangbare interpretatie is, de oppervlakken als directe eb-en-vloedbeweging te zien en de HCS als grootschaliger afwisselingen). Ook wordt het lastig om de andere elementen die op een getijdegebied wijzen (zoals de sporenfossielen en geulen) in dezelfde verklaring te passen. Als de HCS gevormd zijn door getijdestromen binnen de zondvloed, dan werd er in 24 uur tijd ook maar erg weinig sediment afgezet.
Het probleem wordt nog groter als de Tapeats Sandstone wordt gezien als de allereerste zondvloedafzetting, een zandsteenlaag die met geweld op het afgeschraapte voorzondvloedse continent is afgezet. De structuren die ik heb besproken passen daar helemaal niet bij. Opnieuw zien we hier dus dat een afzetting die op een grotere schaal wellicht goed binnen het zondvloedplaatje past, op detailniveau allerlei problemen laat zien.
Referenties
Hereford, R. (1977). Deposition of the Tapeats Sandstone (Cambrian) in central Arizona. Geological Society of America Bulletin, 88(2), 199-211.
Karlstrom, K. E. et al. (2018). Cambrian Sauk transgression in the Grand Canyon region redefined by detrital zircons. Nature Geoscience, 11(6), 438-443.
Karlstrom, K. E. et al. (2020). Redefining the Tonto Group of Grand Canyon and recalibrating the Cambrian time scale. Geology, 48(5), 425-430.
Rose, E. C. (2006). Nonmarine aspects of the Cambrian Tonto Group of the Grand Canyon, USA, and broader implications. Palaeoworld, 15(3-4), 223-241.
13