G
GEEN ZONDVLOED TIJDENS HET PALEOZOÏCUM
Willem Jan Blom
2
Inhoudsopgave
Voorwoord ... 3
Inleiding ... 4
1. De Chengjiang Lagerstätte ... 7
2. De Tapeats Sandstone ... 10
3. Microbialieten ... 13
4. Vulkanisme en biodiversiteit ... 15
5. (IJzer)oöïden ... 18
6. De Laat-Ordovicische IJstijd ... 21
7. De Caledonische Orogenese ... 24
8. Een hydrothermaal ecosysteem ... 27
9. Voetsporen op het land ... 29
10. De Rhynie Chert ... 31
11. Fossiele riffen ... 33
12. De Laat-Devonische extinctie ... 35
13. Houtskool ... 39
14. De Redwall Limestone ... 41
15. Een hoge zuurstofconcentratie ... 44
16. Uitgedroogde longvissen ... 47
17. Thermometers in het zout ... 49
18. Pangea ... 53
19. Groeilijnen ... 57
20. Rivier-plantinteracties ... 59
Conclusie ... 62
3
Voorwoord
Op mijn blog bekritiseer ik de wetenschappelijke claims en de filosofische en theologische aannames van jongeaardecreationisten. Hoewel ik zelf wetenschappelijke noch theologische redenen zie om dit gedachtegoed te accepteren, denk ik dat ik creationisten in grote mate kan begrijpen – dat is in ieder geval mijn doel. In mijn kritiek probeer ik aspecten van het creationisme te raken die voor mij kernpunten waren toen ik zelf nog creationist was. Het is mijn overtuiging dat een serieuze heroverweging van deze kernpunten het snelst leidt tot de conclusie dat het creationisme wetenschappelijk onhoudbaar en theologisch onnodig is.
Zelf was ik als creationist erg geïnteresseerd in zondvloedmodellen. Daar waar de Bijbel – ook vanuit creationistisch perspectief – onduidelijk is over hoe sterrenstelsels, planeten of diersoorten zijn ontstaan, biedt zij tenminste één ankerpunt voor onderzoek naar de fysische werkelijkheid: de zondvloed. Als dit daadwerkelijk een wereldwijde overstroming was, moet je dat op een of andere manier terug kunnen vinden in de geologische gegevens.
In eerste instantie – ik was toen elf of twaalf jaar oud – volgde ik de creationisten uit de jaren zestig en zeventig van de vorige eeuw. Zij stelden dat vrijwel alle gesteenten uit vrijwel alle geologische tijdperken tijdens de zondvloed gevormd zijn. Later ontdekte ik dat deze hypothese problematisch was, omdat veel geologische feiten erop wijzen dat de gesteenten van het Mesozoïcum en Cenozoïcum over langere tijd gevormd zijn. Ik koos – in navolging van verschillende Nederlandse creationisten die ik intussen persoonlijk kende – voor het zogenaamde rekolonisatiemodel: de hypothese dat alleen de gesteenten van het Cambrium tot en met het Carboon van de zondvloed afkomstig zijn.
In dit e-book richt ik me op de stelling die ik destijds verdedigde. Ik wil laten zien dat de gesteenten van het Paleozoïcum vele kernmerken bevatten die een ontstaan in een eenjarige overstroming uitsluiten.
Zelfs als dat te scherp gesteld is, hoop ik in ieder geval te laten zien dat de geologische feiten voor een zondvloed tijdens het Paleozoïcum net zo problematisch zijn als voor een zondvloed tijdens een van de andere geologische era’s.
Tot zover mijn persoonlijke relatie tot het onderwerp van dit e-book. In de inleiding zal ik de probleemstelling nauwkeuriger maken en verbinden aan de creationistische literatuur. Vervolgens geef ik twintig geologische problemen voor de hypothese dat het Paleozoïcum een periode tijdens de zondvloed was. In het laatste hoofdstuk trek ik verdere conclusies uit deze problemen en zoek ik naar mogelijke oplossingen voor creationisten.
Willem Jan Blom December 2020
“Omdat dingen veel ouder zijn dan geschriften is het geen wonder dat er in onze tijd geen documentenresten zijn over deze zeeën die zo vele landen hebben bedekt; en als er trouwens al zulke documenten hadden bestaan, zouden oorlog en branden en wetten al het oude hebben verwoest. Maar voor ons volstaat het getuigenis van de dingen die in de zoute wateren zijn gevormd en teruggevonden zijn in hoge bergen, ver van de zeeën.”
Leonardo da Vinci
4
Inleiding
Inleiding
Creationisten zijn sterk verdeeld over de manier waarop het Bijbelse zondvloedverhaal gekoppeld moet worden aan de geologie. Zo zijn er verschillende theorieën over de geologische mechanismen die ervoor zouden hebben gezorgd dat de hele aarde onder water kwam te staan. Ook zijn er verschillende hypotheses geformuleerd om de sortering van fossielen te verklaren. Het belangrijkste strijdpunt is echter de positie van de zondvloedgrenzen in de geologische kolom. De geologische kolom of geologische tijdschaal is een schema van alle tijdperken van de geologische geschiedenis (zoals Precambrium, Jura of Kwartair). Iedere formatie (een duidelijk definieerbaar pakket gesteente) heeft een positie in de geologische kolom, de periode waarin deze formatie is gevormd. De meeste creationisten zijn van mening dat de geologische tijdschaal bruikbaar is om de volgorde te bepalen waarin gesteenten zijn gevormd, ook al accepteren zij de bijbehorende ouderdommen niet (Tyler & Coffin 2006, Clarey &
Werner 2018). De zondvloedgrenzen waar ik het net over had zijn twee grenzen in de geologische kolom die het begin en het einde van de zondvloed markeren. Als de ouderdom van een formatie tussen deze twee grenzen ligt, is deze dus gevormd tijdens de zondvloed. In formaties onder de onderste zondvloedgrens vinden we gesteenten van voor de zondvloed, terwijl de gesteenten boven de bovenste zondvloedgrens na de zondvloed zijn gevormd.
Zondvloedgrenzen
In de afbeelding hierboven heb ik een geologische tijdschaal gemaakt (de kleuren zijn internationaal afgesproken om te gebruiken op geologische kaarten). Normaal staan er aan de zijkant ook ouderdommen voor de grenzen tussen twee tijdperken (de grens tussen het Mesozoïcum en het Cenozoïcum wordt bijvoorbeeld gedateerd op 66,0 miljoen jaar). Creationisten erkennen deze ouderdommen echter niet. In plaats daarvan heb ik vier grenzen extra duidelijk aangegeven met een dikke rode lijn. Dit zijn vier zondvloedgrenzen die door creationisten zijn voorgesteld. In alle gevallen
5
gaat het om de zondvloed/postzondvloedgrens, dus de markering van het einde van de zondvloed.
Dezelfde grenzen kun je ook vinden in dit artikel van Jan van Meerten (2013). De eerste drie modellen worden ook besproken door Snelling (2009, p. 751) en Oard (2007). Ik zal deze vier grenzen allereerst iets uitgebreider beschrijven.
1. Plioceen/Pleistoceen. Dit is de ‘traditionele’ zondvloedgrens die door de meeste creationisten in de jaren zestig en zeventig werd geaccepteerd. Vrijwel heel de geologische kolom representeert de zondvloed, behalve het Pleistoceen en het Plioceen. Het Pleistoceen wordt ook wel het ‘ijstijdvak’ genoemd. Deze ijstijd zou dan direct na de zondvloed hebben plaatsgevonden en alleen de gesteenten die tijdens de ijstijd zijn gevormd komen dus van na de zondvloed. Dit model wordt nog altijd verdedigd door verschillende Amerikaanse creationisten die werkzaam zijn bij de Creation Research Society (Oard 2007) en het Institute for Creation Research (Clarey & Werner 2018). In ons eigen land is Stef Heerema een voorstander van dit model (Heerema 2019).
2. Krijt/Paleogeen. Op deze grens vond een grote massa-extinctie plaats, waarbij ook de dinosauriërs uitstierven. Het is dan ook begrijpelijk dat veel creationisten van mening zijn dat dit de zondvloedgrens moet zijn. Mijn inschatting is dat de meeste creationisten die afgestudeerd of gepromoveerd zijn in de geologie de zondvloedgrens rond de Krijt/Paleogeengrens plaatsen (Brand & Florence 1982, Austin et al. 1994, Whitmore & Garner 2008, Snelling 2009, p. 751- 761).
3. Carboon/Perm. Daar waar de tweede zondvloedgrens vooral paleontologisch markant is (door een massa-extinctie), is de Carboon/Permgrens een goede kandidaat vanwege de lithologische overgang. Het Carboon wordt gekenmerkt door de vele steenkoollagen, die volgens veel creationisten gevormd zijn door de depositie van drijvende bossen. In het Perm tref je veel
‘redbeds’ aan, die ontstaan zijn in een continentaal milieu. (Vandaar dat het Perm een rode kleur krijgt in de geologische tijdschaal.) Deze redbeds zouden volgens dit model de eerste afzettingen van na de zondvloed zijn. Het model wordt in Nederland verdedigd door Hans Hoogerduijn en Jan Rein de Wit (Hoogerduijn 2018) en is ontwikkeld door de Duitse geoloog Joachim Scheven (1990).
4. Proterozoïcum/Fanerozoïcum. Aan het begin van het Fanerozoïcum treffen we de eerste fossielen aan van dieren met een skelet. In het Precambrium (dat bestaat uit het Archeïcum en Proterozoïcum) tref je sowieso weinig fossielen aan, op stromatolieten en sponzen na. Sommige creationisten denken dat juist deze fossielloze gesteenten gevormd zijn tijdens de zondvloed, terwijl de fossielhoudende lagen van het Fanerozoïcum gevormd zijn na de zondvloed. Van de vier modellen is dit model verreweg het minst populair, met slechts hier en daar een verdediger, zoals Barry Setterfield (2000) in Australië en Marc Surtees in Engeland.
Uiteraard moet er ook een ondergrens gesteld worden voor de zondvloed. De populairste ondergrens is op dezelfde plek als de bovengrens in het vierde model: de grens tussen het Proterozoïcum en het Fanerozoïcum. De oudste fossielen van dieren met skelet zijn dan gevormd aan het begin van de zondvloed. Sommige creationisten plaatsen de ondergrens lager, ergens in het Precambrium.
Het Paleozoïcum
Nu we de zondvloedgrenzen geïnventariseerd hebben, kunnen we bepalen welk tijdperk door creationisten het vaakst binnen de zondvloed geplaatst wordt. Ik denk dat dit by far het Paleozoïcum is.
De drie belangrijkste modellen plaatsen de zondvloed/postzondvloedgrens boven het Paleozoïcum en vrijwel alle creationisten plaatsen de prezondvloed/zondvloedgrens eronder. Het Paleozoïcum is ook relatief aantrekkelijk voor creationisten. De gesteenten die binnen het eratheem vallen, zijn doorgaans mariene afzettingen met dito fossielen. Pas vanaf het Devoon verschijnen er ook landdieren en -planten, op een paar uitzonderingen in het Siluur en Ordovicium na. Dat lijkt allemaal goed te passen binnen een zondvloedcontext.
6
In dit e-book wil ik echter een reeks argumenten geven waarom het Paleozoïcum toch niet tijdens de zondvloed geplaatst kan worden. Feiten die wijzen op langdurige vorming of een continentaal milieu laten zien dat de gesteenten uit het Paleozoïcum niet tijdens een wereldwijde vloed van één jaar lang zijn gevormd. Samen maken deze feiten een zondvloed tijdens het Paleozoïcum uiterst onwaarschijnlijk.
Wat dit voor implicaties heeft, zal ik in een afsluitend hoofdstuk behandelen.
Vragen voor welwillende creationisten
Een aantal maanden geleden plaatste Bart Klink op zijn website een lijst met vragen voor welwillende creationisten (Klink 2020). Daar zat ook een aantal vragen van mij bij. Van Jan van Meerten en Nathan van Ree kreeg ik het compliment dat ik ‘beter ingewijd [ben] in de creationistische visie op de materie’
en ‘een spade dieper [ga] dan de andere vragen en deze [d.w.z. mijn vragen] zijn mogelijk nog niet ergens beantwoord’ (Van Meerten & Van Ree 2020). Mijn probleem met het soort vragenlijsten wordt ook door hen geciteerd: vragen zijn geen argumenten. Ik ben van mening dat degene die een argument presenteert zelf eerst een uitwerking moet geven. In een korte vraag is dat niet mogelijk. Verschillende van de vragen die ik aangeleverd heb, zal ik in dit e-book dan ook nader uitwerken. Vragen over astronomische cycli zal ik, als ik de tijd vind, een andere keer uitwerken. Nadat ik de uitwerking van het probleem gepresenteerd heb, ben ik uiteraard extra benieuwd naar een reactie.
In dit e-book zal ik de problemen zo veel mogelijk in chronologische volgorde bespreken, waarbij we onderaan in het Paleozoïcum beginnen. In het volgende hoofdstuk starten we daarom bij een van de mooiste en bijzonderste fossielenvindplaatsen: de Chengjiang Lagerstätte.
Referenties
Austin, S.A. et al. (1994). Catastrophic Plate Tectonics: A Global Flood Model of Earth History. Proceedings of the Third International Conference on Creationism, 609-621.
Brand, L.R., & Florence, J. (1982). Stratigraphic distribution of vertebrate fossil footprints compared with body fossils. Origins, 67-74.
Clarey, T.L., & Werner, D.J. (2018). Global stratigraphy and the fossil record validate a Flood origin for the geologic column. Proceedings of the Eighth International Conference on Creationism, 327-350.
Tyler, D.J., & Coffin, H.G. (2006). Accept the column, reject the chronology. In J. R. Oard, The Geologic Column (pp. 53-71). Chino Valley: Creation Research Society.
Heerema, S.J. (2019, Februari 16). Grillen rond het hunebed. https://logos.nl/grillen-rond-het-hunebed/
Hoogerduijn, J.E. (2018, November 6). De aarde na de zondvloed. https://logos.nl/de-aarde-na-de- zondvloed/
Oard, M.J. (2007). Defining the Flood/post-Flood boundary in sedimentary rocks. Journal of Creation, 98-110.
Scheven, J. (1990). The Flood/Post-Flood Boundary in the fossil record. Proceedings of the Second Internation Conference on Creationism, 247-266.
Setterfield, B.J. (2000, Januari). Light Speed and Catastrophe 1. http://setterfield.org/candcatastone.htm
Snelling, A.A. (2009). Earth’s Catastrophic Past. Dallas: Institute for Creation Research.
Van Meerten, J.W. (2013, April). ’t Onbekende dier van Maastricht. Weet Magazine, pp. 32-35.
Whitmore, J.H., & Garner, P. (2008). Using Suites of Criteria to Recognize Pre-Flood, Flood, and Post- Flood Strata in the Rock Record with Application to Wyoming (USA). Proceedings of the Sixth International Conference on Creationism, 425-448.
7
1. De Chengjiang Lagerstätte
Inleiding
In dit hoofdstuk begeven we ons naar het allereerste tijdvak van het Paleozoïcum: het Vroeg-Cambrium.
De gesteenten die in deze periode zijn gevormd worden door veel creationisten gezien als de allereerste zondvloedafzettingen. Om die hypothese te onderzoeken, bespreek ik een van de bijzonderste fossielenvindplaatsen op aarde: de Chengjiang Lagerstätte – een Chinees en een Duits woord in een Nederlandse zin. Een Lagerstätte is een technische term die gebruikt wordt voor een gesteentelaag waarin fossielen uitzonderlijk goed zijn bewaard. En dat is in deze Cambrische gesteenten in de buurt van de stad Chenjiang zeker het geval. Daar worden fossielen gevonden van dieren die niemand zich ooit had kunnen voorstellen; ze lijken op geen enkel levend dier. Neem bijvoorbeeld de Hallucigenia, waarvan de naam alleen al genoeg zegt over wat wetenschappers dachten toen zij dit beest ontdekten:
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Hallucigenia#/media/File:Hallucigenia_reconstructions.jpg
Of hier de Anomalocaris – weer zo’n bijzondere naam – die als een enorme stofzuiger de Cambrische zeeën onveilig maakte:
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Anomalocaris#/media/File:Anomalocaris2019.jpg
Hoe fascinerend deze dieren ook zijn, ze spelen in dit hoofdstuk niet de hoofdrol. Die wordt gespeeld door datgene wat om de dieren heen wordt gevonden: het sediment waarin ze begraven liggen. Mijns inziens laat dat sediment namelijk zien dat de fossielen van de Chengjiang Lagerstätte niet zijn gevormd tijdens de zondvloed. Mijn belangrijkste bron is het prachtige boek The Cambrian Fossils of
8
Chengjiang, China van Xian-guang et al. (2004) en de referenties daarin. Ik zal bij veel specifieke details daarom geen bronvermelding geven, omdat in dit boek de kernelementen van mijn argument te vinden zijn.
Lagen
Als je tijdens veldwerk sedimentologisch onderzoek doet, kom je er achter dat gesteenten bestaan uit lagen op allerlei niveaus. Dat geldt ook voor het gesteente waarin de fossielen van Chengjiang gevonden zijn. De grootste eenheid noem je een formatie, die bestaat uit een coherent pakket gesteenten die in een bepaald gebied altijd samen voorkomen. Binnen zo’n formatie kun je weer een dunnere laag hebben die goed te onderscheiden is van de andere lagen in de formatie. Zo’n duidelijk te onderscheiden laag noem je een member. De fossielen van Chengjiang bevinden zich in de Yu’anshan Member van de Chiungchussu Formatie. Maar ook deze member kun je weer in verschillende lagen onderverdelen. In de Yu’anshan Member vind je eerst donkergrijze siltstones met trilobieten en enkele andere geleedpotigen (silt is een sediment met een korrelgrootte tussen zand en mud (modder) in); daarboven volgen zwarte siltstones en mudstones met weer andere trilobieten en een soort kreeften. Pas dan kom je bij de geelgroene mudstones, siltstones en zandstenen waar je al die mooie fossielen in vindt. Als laatste is er nog een gele siltige zandsteen met minder fossielen erin.
In totaal is de Yu’anshan Member enkele honderden meters dik, wat best veel is voor een member – daarom wordt het soms ook de Yu’anshan Formation genoemd. Alleen hierin treffen we al vier lagen aan met verschillende soorten gesteenten en een verschillende fossielinhoud. Mijn vraag aan creationisten is: hoe zijn deze lagen boven op elkaar terecht gekomen? Creationisten hebben verschillende theorieën bedacht over hoe de volgorde van fossielen in het stratigrafisch archief te verklaren valt met behulp van de zondvloed (zie hier voor een goede samenvatting van de verschillende theorieën). De belangrijkste is de theorie van ecologische zonering: verschillende fossielenassemblages vertegenwoordigen verschillende ecologische zones. Het probleem is echter wel dat er in één gebied talloze assemblages stratigrafisch boven elkaar kunnen voorkomen. Alleen al binnen één member treffen we in Chengjiang vier verschillende assemblages aan. En dan zijn we nog altijd in het Vroeg-Cambrium, het begin van de zondvloed. En de Yu’anshan Member is in Chengjiang niet eens de onderste member uit het Paleozoïcum; eronder bevinden zich nog andere members die bestaan uit siltstone, zandige dolomiet, fosforiet en fosfaatrijke dolomiet, ieder met hun eigen fossielen. Als alle assemblages uit het Paleozoïcum verschillende ecologische zones van voor de zondvloed zouden zijn, zou dit in de honderden, zo niet duizenden lopen. Dat brengt twee problemen met zich mee:
Zo veel verschillende zones is onrealistisch. Iets dergelijks treffen we in de huidige wereld ook niet aan.
Bedenk dat de vier lagen van de Yu’anshan Member min of meer dezelfde sedimentologie hebben (fijnkorrelige siliciklastische sedimenten) en fossielen uit dezelfde leefomgeving bevatten (ondiep marien). Daarbij zijn veel creationisten van mening dat de wereld voor de zondvloed uit één continent bestond, wat migratie zou vergemakkelijken en het aantal biogeografische en ecologische zones zou verminderen.
Hoe meer zones je postuleert, hoe onaannemelijker het wordt dat de zondvloed een fijne sortering van deze zones tot stand zou brengen. Niet alleen omdat deze zones dan klein zouden zijn en dus door elkaar gemixt zouden worden, maar ook omdat veel fossielenassemblages in een specifieke volgorde worden gevonden, wat bij grote zones veel eerder te verwachten is dan bij kleine zones.
Toch denk ik niet dat deze problemen voor wat betreft de Yu’anshan Member heel grote problemen voor creationisten vormen. Hoewel er wereldwijd alleen al voor wat betreft het Paleozoïcum een levensgroot probleem voor de zondvloedhypothese is met betrekking tot alle verschillende biozones van graptolieten, trilobieten en andere snel evoluerende organismen, is er voor de vier lagen van de Yu’anshan Member vast wel een of andere hypothese te verzinnen die het ontstaan van deze vier lagen in een zondvloed verklaart. Maar ik wil hiermee wel aangeven dat deze member al op het eerste gezicht niet oogt als een echte zondvloedlaag. Razende tsunami’s en overstromingen veroorzaken doorgaans
9
geen gedetailleerde gelaagdheid in lithologie en fossielinhoud, dus waarom is dat tijdens de zondvloed wel gebeurd?
Laagjes
Laten we nog een stapje verder inzoomen op die derde laag van de Yu’anshan Member, waar we de mooiste fossielen kunnen vinden. Ook deze laag is namelijk niet homogeen. Om te beginnen treffen we siltstones en claystones aan die uit heel dunne laagjes bestaan. Die laagjes noemen we laminae. In deze laminae worden geen bijzondere fossielen gevonden, maar alleen fragmenten van algen, uitwerpselen, kleine schelpen, exuviae en ander ongeïdentificeerd materiaal. Tussen sommige laminae komt opvallend veel van dit materiaal voor. Hier en daar worden ook sporen van bioturbatie gevonden.
Tussen deze silt- en claystones die uit laminae bestaan worden andersoortige lagen gevonden. Deze lagen hebben vaak een scherp contact aan de onderkant en een geleidelijke overgang aan de bovenkant.
Op dit scherp contact worden hier en daar sporen van erosie gevonden, zogenaamde sole marks. Binnen de mudstones is soms in korrelgroottesortering te zien. Er is geen bioturbatie aanwezig in deze lagen.
Het zijn deze lagen waarin de prachtig bewaarde fossielen te vinden zijn.
Hoe kunnen deze twee soorten lagen – die in meerdere coupletten boven elkaar gevonden worden – het beste geïnterpreteerd worden? Hier is de gangbare interpretatie. Het eerste type lagen (zonder veel grote fossielen) worden gezien als background beds, lagen die onder normale, rustige omstandigheden worden gevormd in de loop van honderden jaren. De laminae met opvallend veel organisch materiaal zouden bijvoorbeeld kunnen ontstaan in periodes van toegenomen nutriëntentoevoer, waardoor er algenbloei plaatsvindt. Het andere type lagen (met fossielen) wordt gezien als event beds, lagen die binnen een paar uur gevormd zijn tijdens een storm die het sediment opzweepte en de dieren in de buurt van de zeebodem bedekte. Deze twee interpretaties plaatsen de gesteenten van Chengjiang in een ondiep marien milieu, met langzame sedimentatie die af en toe onderbroken werd door een kort moment van snelle afzetting.
Het is deze afwisseling van laagjes zonder en laagjes met fossielen die een groot probleem vormt voor de zondvloedhypothese. Hoe is deze afwisseling ontstaan? Representeren de lagen met fossielen inderdaad periodes van snelle afzetting? Maar wat zijn dan de laagjes zonder fossielen? Waarom vinden we daar alleen maar resten van organismen en sporen van bioturbatie? De kenmerken van de gesteenten stroken helemaal niet bij wat ik zou verwachten bij de eerste gesteenten die tijdens de zondvloed zijn afgezet. Ik zou dan verwachten dat we de Chengjiang biota vinden in één dikke event bed, zonder die afwisseling.
Tot slot
Het kan natuurlijk zijn dat mijn verbeeldingskracht niet sterk genoeg is om een plausibele hypothese te bedenken die verklaart hoe de Yu’anshan Member tijdens de zondvloed is ontstaan. Als dat zo is, wil ik bij dezen aan creationisten vragen om mij te helpen bij het vinden van een plausibele hypothese. Dat is tenslotte in hun eigen voordeel. De Lagerstätten uit het Beneden-Cambrium lijken goed te stroken met de zondvloedhypothese, maar dat is alleen maar in grote lijnen waar. Op detailniveau lijkt het helemaal niet op wat ik persoonlijk bij een zondvloed verwacht aan te treffen.
We zijn nauwelijks aan het begin van het Paleozoïcum en we treffen al een lastig probleem aan. Zelf denk ik echter dat dit nog maar een relatief eenvoudig probleem is voor creationisten om op te lossen.
Daarom wil ik verderop in dit e-book nog wat lastiger problemen presenteren. Maar eerst nemen we een kijkje bij een vergelijkbaar probleem in een andere beroemde Cambrische laag: de Tapeats Sandstone.
Referentie
Xian-Guang, H. et al. (2017). The Cambrian fossils of Chengjiang, China: The flowering of early animal life. John Wiley & Sons.
10
2. De Tapeats Sandstone
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-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
3. Microbialieten
Inleiding
In dit hoofdstuk ga ik in op een bijzonder onderzoek. Het is het onderzoek van een creationist – Ken Coulson – aan een creationistische universiteit – Loma Linda University. Desondanks wijst het onderzoek uit – naar eigen zeggen van de onderzoeker – dat het Boven-Cambrium nooit tijdens de zondvloed kan zijn ontstaan. Zoals ik in de inleiding aangaf, wordt het Paleozoïcum – en daarmee het Cambrium – door vrijwel alle creationisten gezien als een periode die binnen het zondvloedjaar geplaatst moet worden. Coulson ontkent dit dus, op basis van zijn eigen onderzoek naar microbialieten (Coulson 2018).
Onderzoek
Het onderzoek dat Coulson heeft verricht, vond plaats in Utah, in de Boven-Cambrische Notch Peak Formation. Deze formatie bestaat uit drie members, die alle drie microbialieten bevatten. Coulsons onderzoek richtte zich op de onderste member (de Hellnmaria member), waarin elf verschillende niveaus microbialieten aanwezig zijn. Vooral het elfde niveau is in detail bestudeerd.
Microbialieten zijn gesteenten die gevormd worden door de activiteit van bepaalde microben. Uit Coulsons onderzoek blijkt dat de microbialieten in de Hellnmaria member in situ zijn, wat wil zeggen dat de microbialieten na gevormd te zijn niet meer zijn verplaatst. Aangezien microbialieten te langzaam groeien om tijdens de zondvloed gevormd te zijn, moeten ze samen met het onderliggende gesteente vóór de zondvloed gevormd zijn en sindsdien niet meer verplaatst. Dat laat zien dat het Boven- Cambrium niet tijdens de zondvloed kan zijn gevormd.
In situ
Welke aanwijzingen zijn er dat de door Coulson onderzochte microbialieten in situ zijn? Coulson wijst erop dat veel van de microbialieten aan de bovenkant breder zijn dan aan de onderkant. Dat betekent dat het zwaartepunt bovenin komt te liggen. Als de microbialieten verplaatst zouden zijn in een stroming, zouden ze dus omgekeerd moeten liggen. Bij sommige kun je bovendien duidelijk zijn dat ze
14
vastgegroeid hebben gezeten aan het sediment waar ze nog altijd aan vast zitten. Coulson wijst erop dat er geen enkele aanwijzing is voor transport nadat deze fossielen gevormd zijn.
In een ander paper (Coulson 2016) wijst hij ook op herringbone cross-stratification in de kalkstenen tussen de niveaus waarop de microbialieten zich bevinden. In het vorige hoofdstuk zagen we dat deze sedimentaire structuur erop wijst dat het gesteente in een getijdegebied is gevormd. Ook dat is een aanwijzing dat de microbialieten in situ gevormd zijn, aangezien getijdegebieden de plek zijn waar dit soort microbiële gemeenschappen leeft.
Een wereldwijd probleem
Coulson wijst erop dat de Notch Peak Formation in Utah niet de enige plek is waar in situ microbialieten te bewonderen zijn. Hij wijst op een paper van Lee et al. (2015) waarin in totaal 31 plaatsen genoemd worden met microbialieten, waarbij in 24 gevallen de meest waarschijnlijke interpretatie was dat deze in situ zijn. Ook in Rusland, China en andere landen zijn deze fossielen te vinden. Aangezien een scenario waarin deze fossielen van elders getransporteerd zijn in de meeste gevallen onwaarschijnlijk is, vormt dit gezamenlijk een krachtig argument tegen de hypothese dat het Boven-Cambrium tijdens de zondvloed is gevormd. Sterker nog, zeker tot en met het begin van Trias blijven stromatolieten (een vorm van microbialieten) een veelvoorkomend verschijnsel in mariene afzettingen (Peters et al. 2017).
Coulsons eigen oplossing is om de zondvloedgrens boven het Cambrium te plaatsen, ergens in het Carboon of het Perm. Ik ben echter bang dat dat niet veel gaat helpen. Zoals ik in de inleiding al aangaf, is het Paleozoïcum de meest ‘zondvloedachtige’ periode in de geologische geschiedenis. Coulson wil juist van de Mesozoïsche gesteenten zondvloedafzettingen maken. In het laatste hoofdstuk zal ik verder ingaan op mogelijke oplossingen voor de problemen die in dit e-book zijn opgeworpen.
Referenties
Coulson, K. P. (2016). Microbialite elongation by means of coalescence: an example from the middle Furongian (upper Cambrian) Notch Peak Formation of western Utah. Facies, 62(3), 20. https://doi.org/10.1007/s10347-016-0469-5
Coulson, K.P. (2018). Global deposits of in situ upper Cambrian microbialites— Implications for a cohesive model of origins. In Proceedings of the Eighth International Conference on Creationism, ed.
J.H. Whitmore, 373–388. Pittsburgh, Pennsylvania: Creation Science Fellowship.
Peters, S. E., Husson, J. M., & Wilcots, J. (2017). The rise and fall of stromatolites in shallow marine environments. Geology, 45(6), 487–490. https://doi.org/10.1130/g38931.1
15
4. Vulkanisme en biodiversiteit
Inleiding
Waarom wonen veel mensen in vulkanisch actieve gebieden? Omdat de grond daar erg vruchtbaar is.
Tegelijkertijd zorgt een vulkaanuitbarsting ook voor een gevaarlijke situatie; niet alleen voor mensen, maar ook voor planten en dieren. Na iedere vulkaanuitbarsting is er dus een periode waarin het leven zich herstelt, maar waarin het gebied vaak ook nieuwe soorten aantrekt vanwege de nutriënten die zich in vulkanische as bevinden. Na enkele jaren is de biodiversiteit weer hersteld maar ook veranderd. Dat is althans hoe het gaat als vulkaanuitbarstingen plaatsvinden onder de huidige omstandigheden (Hess &
Kuhnt 1996, Hess et al. 2001).
In dit hoofdstuk gaan we van het Cambrium naar de volgende periode: het Ordovicium. Het Ordovicium wordt gekenmerkt door grote diversificatie binnen de mariene fauna. De oorzaak van deze diversificatie is nog onduidelijk. In dit hoofdstuk wil ik echter ingaan op variaties in biodiversiteit op kleinere schaal, als gevolg van vulkaanuitbarstingen.
Vulkanische as
In het Ordovicium vonden enkele grote vulkaanuitbarstingen plaats, die terug te vinden zijn als uitgestrekte aslagen (Huff et al. 1996). Deze aslagen bestrijken een oppervlakte van honderdduizenden tot zelfs miljoenen vierkante kilometers, maar hun dikte is hooguit twee meter, gemiddeld enkele tientallen centimeters. Dat is een groot probleem voor de zondvloedgeologie. Hoe kan tijdens een zondvloed een laagje van behoorlijk zuivere as – er zijn bijvoorbeeld geen fossielen in aanwezig – tijdens de zondvloed gevormd zijn over honderdduizenden vierkante kilometers? De maximale gemiddelde korrelgrootte van de aslagen is 0,8 mm, op andere plekken is de gemiddelde korrelgrootte slechts 0,06 mm. Met de Wet van Rubey kun je dan berekenen dat de gemiddelde bezinkingssnelheid in water tussen de 0,01 en 0,1 meter per seconde ligt. Bij een waterdiepte van 2000 meter duurt het dan tussen de 4 en 50 uur voordat het gemiddelde asdeeltje op de zeebodem ligt. Als de vulkaanuitbarsting boven water was, komt daar het transport door de lucht nog bij.
16
Nu past een bezinkingssnelheid van uren tot dagen in principe binnen een zondvloed. Het probleem is echter dat aan de randen van continentale platen de dikte van Paleozoïsche sedimenten algauw een paar kilometer is, met het Mesozoïcum en Cenozoïcum daar nog bovenop. Samen met de erosieve werking van het zondvloedwater impliceert dit dat de gemiddelde sedimentatiesnelheid tijdens de zondvloed enkele tientallen meters per dag moet zijn geweest. Daar past een zuiver aslaagje van enkele tientallen centimeters niet goed bij. En de uitgestrektheid van de lagen wijst erop dat de gemiddelde sedimentatiesnelheid over miljoenen vierkante kilometers erg laag was.
De terugkeer van het leven
Verschillende studies hebben laten zien hoe het Ordovicische leven reageerde op de vulkaanuitbarstingen (Swain 1996, Botting 2002, Hints et al. 2003, Perrier et al. 2012). Ik zal hier alleen de resultaten van Perrier et al. bespreken, omdat de resultaten in alle studies grotendeels vergelijkbaar zijn. Hun studie gaat over twee aslagen die behoren tot de hierboven genoemde grote asvelden. De auteurs hebben onderzocht wat het effect is op de diversiteit onder ostracoden in het sediment.
Ostracoden of mosselkreeftjes zijn kleine zeediertjes die in het Paleozoïcum heel divers waren en veel gebruikt worden voor biozonatie.
In de centimeters onder de aslaag bevatten de samples in de (siltige) kalksteen tussen de drie en zes ostracoden per gram met tussen de tien en dertig soorten per sample. In de aslaag zelf daalt het aantal ostracoden naar 0, een getal dat direct boven de aslaag maar weinig hoger wordt. Daarna stijgt het aantal ostracoden per sample geleidelijk, neemt het aantal soorten toe en keert de diversiteit terug op het oude niveau of zelfs iets daarboven.
De onderzoekers hebben ook naar iedere soort ostracode afzonderlijk gekeken. Het effect van de vulkaanuitbarsting op de kreeftjes blijkt wisselend. Sommige – veelvoorkomende – soorten verdwijnen door de uitbarsting. Andere soorten waren eerst in de minderheid, maar grijpen direct na de uitbarsting hun kans en hebben dan hun grootste voorkomen. Andere soorten laten een lange periode van herstel zien. Ook verschijnen er nieuwe soorten die er eerst niet waren.
Problemen voor een zondvloed
Ik heb al betoogd dat een uitgestrekte aslaag een probleem vormt voor de zondvloedgeologie. Nog problematischer wordt het wanneer deze aslaag een effect lijkt te hebben op de biodiversiteit in de omgeving waar de as bezinkt. Laten we nadenken over hoe dit binnen een zondvloedscenario kan hebben plaatsgevonden. Om te kunnen reageren op de vulkaanuitbarsting moeten de ostracoden uiteraard in leven geweest zijn. Ook moet de vulkaanuitbarsting ervoor gezorgd hebben dat verschillende soorten ostracoden uitstierven, ook al moet het begin van de zondvloed gepaard zijn gegaan met nog groter geweld. In de aslaag zijn ostracoden volledig afwezig in alle samples, waarvoor het lastig is om binnen een zondvloedcontext een reden te verzinnen. Misschien is de as langzamer bezonken dat de kalk, waardoor de ostracoden eraan konden ontsnappen.
Het lastigste is mijns inziens de reactie van ostracoden na de uitbarsting: de komst van nieuwe soorten en de terugkeer naar het oude niveau van soortenrijkdom en biodiversiteit. Dit gebeurt over een interval van minder dan een meter. Onder normale omstandigheden duurt het herstel van het leven na een vulkaanuitbarsting vele jaren. Bovendien zou hier sprake moeten zijn van herstel in een situatie waarin gemiddeld tientallen meters sediment per dag wordt afgezet. Een meter kalksteen zou dan hooguit een paar uur representeren. Dat zou betekenen dat de biodiversiteit in een oogwenk weer hersteld was, dus dan heeft de vulkaanuitbarsting nauwelijks effect gehad. Maar dat strookt weer niet met het verdwijnen en verschijnen van verschillende soorten en de piek die sommige soorten in voorkomen vertonen direct boven de aslaag.
Sommige studies wijzen ook op een toename van diversiteit na de vulkaanuitbarsting (Swain 1996, Botting 2002). Dat zou komen door de toename van nutriënten. Ook dat is lastig voor te stellen binnen een zondvloedcontext. Kort samengevat zijn er twee problemen voor creationisten. Ten eerste het
17
ontstaan van goed te onderscheiden, uitgestrekte aslagen van enkele centimeters dik. Ten tweede de patronen in soortenrijkdom en diversiteit van ostracoden in het interval rond de aslaag.
Referenties
Botting, J. P. (2002). The role of pyroclastic volcanism in Ordovician diversification. In J. A. Crame &
A. W. Owen (Reds.), Palaeobiogeography and Biodiversity Change: the Ordovician and Mesozoic- Cenozoic Radiations (pp. 99–113). Geological Society, London, Special Publications, 194.
Hess, S., & Kuhnt, W. (1996). Deep-sea benthic foraminiferal recolonization of the 1991 Mt. Pinatubo ash layer in the South China Sea. Marine Micropaleontology, 28, 171–197.
Hess, S. et al. (2001). Monitoring the recolonization of the Mt Pinatubo 1991 ash layer by benthic foraminifera. Marine Micropaleontology, 43(1–2), 119–142. https://doi.org/10.1016/s0377- 8398(01)00025-1
Hints, O. et al. (2003). Biotic effects of the Ordovician Kinnekulle ash-fall recorded in northern Estonia. Bulletin of the Geological Society of Denmark, 50, 115-123.
Huff, W. D., Kolata, D. R., Bergström, S. M., & Zhang, Y.-S. (1996). Large-magnitude Middle Ordovician volcanic ash falls in North America and Europe: dimensions, emplacement and post- emplacement characteristics. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 73(3–4), 285–
301. https://doi.org/10.1016/0377-0273(96)00025-x
Perrier, V. (2012). Biotic response to explosive volcanism: Ostracod recovery after Ordovician ash- falls. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 365–366, 166–
183. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2012.09.024
Swain, F. M. (1996). Ostracode speciation following Middle Ordovician extinction events, north central United States. In M. B. Hart (Red.), Biotic Recovery from Mass Extinction Events (pp. 97–104).
Geological Society Special Publication No. 102.
18
5. (IJzer)oöïden
Inleiding
Het Ordovicium wordt gekenmerkt door grootschalige kalkafzettingen. De zeespiegel stond heel hoog, waardoor grote delen van de continenten onder water stonden. Nog meer bijzondere gebeurtenissen vonden plaats: een uitbarsting van biodiversiteit, een verhoogde neerslag van meteorieten, een ijstijd en aan het einde van de periode een massa-extinctie. Verschillende van deze onderwerpen zullen in dit e- book aan bod komen. In dit hoofdstuk wil ik echter stilstaan bij een ander fenomeen: oöïden.
Oöïden
Het woord ‘oöïde’ is een van de weinige woorden met twee trema’s direct achter elkaar. De naam wordt gegeven aan kleine bolletjes van calciet of een ander mineraal. Sommige kalksteenformaties bestaan voor een groot deel uit oöïden. Het ontstaan van oöïden is nog altijd een onderwerp van hevige discussie (Diaz & Eberli 2019). Wat in ieder geval zeker is, is dat ze in een ondiep marien milieu worden gevormd door de neerslag van calciet rond een bepaalde kern, die uit van alles kan bestaan. Wat dat betreft is de groei van oöïden enigszins te vergelijken met het ontstaan van parels. De discussie gaat over de vraag hoe en waarom deze neerslag precies plaatsvindt, of daar ook biologische activiteit voor nodig is.
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Ooid#/media/File:OoidSurface01.jpg
C14-datering van moderne oöïden in de Bahama’s en Carbla Beach in Australië laat zien dat deze een gemiddelde ouderdom tussen de 800 en 1470 jaar hebben (Beaupré et al. 2015). De grootte van deze oöïden is tussen de 0,177 en 0,590 millimeter. Experimentele studies laten echter veel hogere groeisnelheden zien, waarbij een oöïde van 1 millimeter in tussen de 1 en 100 jaar kan vormen (Trower et al. 2017). Dit verschil wordt verklaard doordat oöïden door botsingen ook weer massa verliezen, zodat ze bij een bepaalde grootte niet meer verder groeien. Hierdoor verliezen ze ook hun bolvorm en wordt hun vorm onregelmatiger.
Allereerst wil ik de aandacht richten op een oöliet (een gesteente dat voornamelijk bestaat uit oöïden) uit het Midden-Ordovicium (Cantrell & Walker 1985). Deze oöliet is een dunne lens in de Ottosee Formation, een formatie die voornamelijk bestaat uit een siliciklastische mudstone. Binnen de lens zijn
19
vier verschillende gesteentetypes te zien, waarbij ik me vooral wil richten op de tweede. De kenmerken van dit gesteentetype zijn:
• De oöïden zijn gemiddeld 1 millimeter groot.
• Het gesteente bestaat voor vrijwel 100% uit oöïden.
• Het gesteente bevat veel cross-stratificatie, waaronder veel herringbone cross-stratification.
De eigenschappen maken samen dat dit gesteente een probleem vormt voor de zondvloedgeologie. Het eerste feit laat zien dat dit pakket oöïden niet tijdens de zondvloed gevormd kan zijn. Met maximale groeisnelheden zou dit een jaar duren, maar enkele honderden tot duizenden jaren is aannemelijker.
Echter, het tweede en derde feit strookt niet met de hypothese dat deze oöïden getransporteerd zijn. De sedimentaire structuren komen overeen met de omstandigheden waarin oöïden heden ten dage gevormd worden. De puurheid van het gesteente maakt het onwaarschijnlijk dat er sprake is geweest van transport over grote afstanden (dan zouden de oöïden namelijk vermengd zijn met ander sediment). Daarom is de beste verklaring voor het ontstaan van dit gesteente dat de oöïden in situ zijn afgezet en dat de periode waarin dit gesteente tijdens het Midden-Ordovicium is gevormd, ten minste een jaar (en waarschijnlijk veel langer) heeft geduurd. Tijdens dit jaar was er sprake van een ondiep marien milieu, met golfslag, stromingen en getijden. Dit betekent dat het Midden-Ordovicium niet binnen het zondvloedjaar geplaatst kan worden.
IJzeroöïden
De vorming van calcietoöïden nam tijdens het Ordovicium af. Veel kenmerkender voor het Ordovicium zijn zogenaamde ijzeroöïden. Dit type oöïden bestaat uit limoniet, een overkoepelende naam voor verschillende soorten ijzeroxide. Ook hier geldt dat het ontstaansmechanisme omstreden is, maar de vondst van een moderne oöïdeafzetting in Indonesië laat zien dat ijzeroöïden ontstaan in een vulkanisch milieu (Heikoop et al. 1996). Wanneer vulkanische as of ander vulkanisch materiaal in zeewater oplost, ontstaat er lokaal water met een hoge ijzerconcentratie waarin ijzeroöïden gevormd kunnen worden. De Indonesische oöïden vormen een laag van een halve meter dik die in minder dan 4500 jaar is gevormd.
De oöïden zijn gemiddeld 2 tot 3 millimeter in diameter en worden waarschijnlijk in een periode van 100 tot 1000 jaar gevormd (Sturesson 2003).
De Indonesische oöïden lijken in veel opzichten op ijzeroöïden die tijdens het Ordovicium gevormd zijn (Sturesson et al. 2000). Sturesson (2003) onderzocht twee Ordovicische oölieten in Noord-Europa met een oppervlakte van enkele honderdduizenden kilometers en een dikte van enkele tientallen centimeters.
Opnieuw is het gegeven de vormingssnelheid onwaarschijnlijk dat deze oöïden tijdens de zondvloed in situ zijn gevormd. Daar komt bij dat de hoge concentratie ijzer in het zeewater lastig te realiseren is in een dynamische omgeving waarin vulkanische as snel verspreid wordt.
Is het dit keer wel mogelijk dat de oöïden getransporteerd zijn? Het voordeel is dat de oölieten niet puur zijn (minder dan 30% van beide oölieten bestaat uit oöïden) en ook geen sedimentaire structuren bevatten, voor zover ik heb kunnen vinden. Toch zie ik twee belangrijke problemen voor de hypothese dat deze oöïden getransporteerd zijn. Ten eerste gaat het om lagen van honderdduizenden vierkante kilometers die op veel locaties slechts 60 centimeter dik zijn. Hoe krijg je de oöïden over zo’n groot oppervlak verspreid in zo’n dun laagje, zonder vermenging van grote hoeveelheden ander sediment?
Dat zie ik nog niet direct voor me. Ten tweede laat Sturesson (2003) zien dat de vorming van ijzeroölieten samenvalt met periodes van vergrote vulkanische activiteit door zeebodemspreiding (zoals blijkt uit het 87Sr/86Sr-archief). Deze correlatie zou je niet verwachten als de oöïden voor de zondvloed gevormd zijn.
Het probleem
In dit hoofdstuk heb ik geprobeerd te laten zien dat oölieten een probleem vormen voor de zondvloedgeologie. Allereerst heb ik gewezen op een oöliet die voor ongeveer 100% uit calcietoöïden bestaat, inclusief de sedimentaire structuren die je verwacht aan te treffen in het milieu waarin deze
20
oöïden gevormd worden. Alles wijst erop dat deze oöïden niet getransporteerd zijn, maar ze kunnen ook niet binnen het zondvloedjaar ontstaan zijn. Datzelfde geldt voor ijzeroöïden, die over een groot oppervlak verspreid zijn in een dunne laag. De correlatie met het 87Sr/86Sr-archief laat zien dat deze oöïden niet voor de zondvloed gevormd zijn en op een willekeurig moment getransporteerd.
Is er een oplossing mogelijk voor creationisten? De enige oplossing die ik zie, is de mogelijkheid dat Paleozoïsche oöïden op een totaal andere manier zijn ontstaan dan hun moderne tegenhangers. Het moet dan een mechanisme zijn waardoor grote hoeveelheden oöïden in enkele uren of dagen kunnen ontstaan.
Zelf ben ik echter niet bekend met een dergelijk mechanisme. Tot die tijd vormen oölieten een groot probleem voor de zondvloedgeologie.
Referenties
Beaupré, S. R., Roberts, M. L., Burton, J. R., & Summons, R. E. (2015). Rapid, high-resolution 14C chronology of ooids. Geochimica et Cosmochimica Acta, 159, 126-138.
Cantrell, D. L., & Walker, K. R. (1985). Depositional and diagenetic patterns, ancient oolite, Middle Ordovician, eastern Tennessee. Journal of Sedimentary Research, 55(4), 518-531.
Diaz, M. R., & Eberli, G. P. (2019). Decoding the mechanism of formation in marine ooids: A review. Earth-Science Reviews, 190, 536-556.
Heikoop, J. M., Tsujita, C. J., Risk, M. J., Tomascik, T., & Mah, A. J. (1996). Modern iron ooids from a shallow-marine volcanic setting: Mahengetang, Indonesia. Geology, 24(8), 759-762.
Sturesson, U., Heikoop, J. M., & Risk, M. J. (2000). Modern and Palaeozoic iron ooids—a similar volcanic origin. Sedimentary Geology, 136(1-2), 137-146.
Sturesson, U. (2003). Lower Palaeozoic iron oolites and volcanism from a Baltoscandian perspective. Sedimentary Geology, 159(3-4), 241-256.
Trower, E. J., Lamb, M. P., & Fischer, W. W. (2017). Experimental evidence that ooid size reflects a dynamic equilibrium between rapid precipitation and abrasion rates. Earth and Planetary Science Letters, 468, 112-118.
21
6. De Laat-Ordovicische IJstijd
Inleiding
In dit hoofdstuk waag ik mij op glad ijs. Ik ga namelijk betogen dat er veel aanwijzingen zijn voor een ijstijd aan het einde van het Ordovicium (tussen 460 en 440 miljoen jaar geleden, met een piek rond de 445 miljoen jaar). Creationist Michael Oard heeft echter een boek geschreven waarin hij het bewijs voor deze ijstijd betwist en ik heb zijn boek niet gelezen (Oard 1997). Wel heb ik zijn reactie gelezen op een lange kritiek van Kevin Henke op zijn boek (Oard 2009). Ik hoop dat dat voldoende is om mijn argumentatie niet direct bij publicatie waardeloos te laten zijn. Ik zal overigens alleen maar gebruikmaken van bronnen die na 1997 geschreven zijn.
Zuurstofisotopen
Zuurstofisotopen vormen een betrouwbare maatstaf voor de paleotemperatuur en het ijsvolume op een bepaald moment. In mariene afzettingen duidt een hoog promillage δ18O op lage temperaturen met veel ijs, terwijl een laag promillage duidt op warme temperaturen met weinig ijs. Een recente compilatie van zuurstofisotopenrecords voor het hele Fanerozoïcum laat zien hoe er tijdens het Ordovicium een afkoeling was die eindigde in een uitschieter die wijst op een zeer koude periode (Song et al. 2019). De figuur hieronder heb ik gemaakt aan de hand van de ruwe data uit deze studie. De koude periode rond 445 miljoen jaar geleden wordt verder beschreven door Finnegan et al. (2011). Creationisten zullen met een verklaring moeten komen voor deze uitschieter in de zuurstofisotopenrecord.
Koolstofisotopen en uitsterving
Door middel van koolstofisotopen (δ13C) kan de koolstofcyclus in het verleden onderzocht worden.
Daaruit blijkt dat er tijdens het Ordovicium een daling was in de CO2-concentratie, waarschijnlijk door plantengroei en vulkanisme (Tao et al. 2020). Tijdens de koolstofisotoopexcursie die hierop wijst, vond op lage breedtegraden ook het uitsterven van onder andere phytoplankton plaats (Delabroye et al. 2011).
De verlaagde CO2-concentratie is een deel van de verklaring van het ontstaan van de ijstijd en de uitsterving kan heel goed door de ijstijd verklaard worden. IJzerisotopen (Ahm et al. 2017) en uraniumisotopen (Bartlett et al. 2018) laten namelijk zien dat er anoxische condities heersten tijdens de Ordovicische ijstijd, waarschijnlijk vanwege veranderingen in de oceaancirculatie. Tot nu toe zijn er dus vier trends die een ijstijd als gemeenschappelijke verklaring hebben: (1) zuurstofisotopen, (2) koolstofisotopen, (3) soortenrijkdom van phytoplankton en (4) ijzer- en uraniumisotopen. Creationisten moeten hier alternatieve verklaringen voor ontwikkelen.
22
Glaciogene structuren
Er is een grote hoeveelheid aanwijzingen voor glaciogene (door ijs gevormde) structuren in het Ordovicium, zoals eskers, drumlins, roches moutonnées, till, striaties, dropstones, U-dalen, smeltwatergeulen en dergelijke. Deschamps et al. (2013) melden de aanwezigheid van till, eskers, drumlins, striaties en glaciale valleien op een locatie in Algerije. Zelfs al zou er over de interpretatie van sommige van deze verschijnselen discussie mogelijk zijn, dan nog maakt de combinatie ervan op één locatie het zeer waarschijnlijk dat het hier om glaciale structuren gaat. Moreau et al. (2005) beschrijven een locatie in Libië waar ook meerdere glaciale kenmerken aanwezig zijn, zoals grootschalige striaties, smeltwatergeulen, drumlins en eskers. Dergelijke structuren uit het Ordovicium komen voor in Afrika, Arabië, Europa en Zuid-Amerika (Ghienne 2003).
Het probleem
Michael Oard heeft een poging gedaan om glaciogene structuren uit (onder andere) het Ordovicium te herinterpreteren. Zijn interpretaties zijn bekritiseerd door Henke (2018), wiens werk ik voor dit hoofdstuk heb gebruikt. Maar zelfs al zou Oards kritiek geldig zijn en de gangbare interpretatie van de vermelde structuren betwistbaar zijn, dan nog is de theorie van een Ordovische ijstijd de meest waarschijnlijke. Ten eerste omdat, zoals genoemd, de glaciogene structuren samen voorkomen, in verschillende combinaties. Ten tweede omdat deze structuren en afzettingen kenmerkend zijn voor het Ordovicium en een beperkt aantal andere periodes waarin een ijstijd plaatsvond. Als deze structuren verklaard zouden worden door de zondvloed zou je ze gelijkmatig verspreid door heel de stratigrafische kolom verwachten. Ten derde valt het voorkomen van deze structuren samen met lage temperaturen (volgens de zuurstofisotopenrecord), lage CO2-concentraties (volgens de koolstofisotopenrecord) en een anoxische oceaanbodem (volgens de ijzerisotopen- en uraniumisotopenrecord). Dit alles bij elkaar wordt veel beter verklaard door een ijstijd dan door een zondvloed. Het is dan ook de uitdaging aan creationisten om met een model te komen dat voor al deze feiten een plausibele verklaring biedt. Tot die tijd vormen de aanwijzingen voor een Ordovicische ijstijd een probleem voor de zondvloedgeologie.
Referenties
Ahm, A. S. C., Bjerrum, C. J., & Hammarlund, E. U. (2017). Disentangling the record of diagenesis, local redox conditions, and global seawater chemistry during the latest Ordovician glaciation. Earth and Planetary Science Letters, 459, 145-156.
Bartlett, R., Elrick, M., Wheeley, J. R., Polyak, V., Desrochers, A., & Asmerom, Y. (2018). Abrupt global-ocean anoxia during the Late Ordovician–early Silurian detected using uranium isotopes of marine carbonates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(23), 5896-5901.
Delabroye, A. et al. (2011). Phytoplankton dynamics across the Ordovician/Silurian boundary at low palaeolatitudes: Correlations with carbon isotopic and glacial events. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 312(1-2), 79-97.
Deschamps, R., Eschard, R., & Roussé, S. (2013). Architecture of Late Ordovician glacial valleys in the Tassili N’Ajjer area (Algeria). Sedimentary Geology, 289, 124-147.
Finnegan, S. et al. (2011). The magnitude and duration of Late Ordovician–Early Silurian glaciation. Science, 331(6019), 903-906.
Ghienne, J. F. (2003). Late Ordovician sedimentary environments, glacial cycles, and post-glacial transgression in the Taoudeni Basin, West Africa. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 189(3-4), 117-145.
Henke, K. (2018). “Rock Solid Answers” in Oard and Reed
(2009)? Hardly! URL: https://sites.google.com/site/respondingtocreationism/home/documents/articles
23
Moreau, J., Ghienne, J. F., Le Heron, D. P., Rubino, J. L., & Deynoux, M. (2005). 440 Ma ice stream in North Africa. Geology, 33(9), 753-756.
Oard, M.J. (1997). Ancient Ice Ages or Gigantic Submarine Landslides? Chino Valley: Creation Research Society.
Oard, M.J. (2009). Landslides win in a landslide over ancient “Ice Ages”. In M.J. Oard & J.K.
Reed, Rock Solid Answers (pp. 111-123). Chino Valley: Creation Research Society.
Song, H., Wignall, P. B., Song, H., Dai, X., & Chu, D. (2019). Seawater temperature and dissolved oxygen over the past 500 million years. Journal of Earth Science, 30(2), 236-243.
Tao, H., Qiu, Z., Lu, B., Liu, Y., & Qiu, J. (2020). Volcanic activities triggered the first global cooling event in the Phanerozoic. Journal of Asian Earth Sciences, 194, 104074.
24
7. De Caledonische Orogenese
Inleiding
De Caledonische Orogenese was een periode van gebergtevorming die begon in het Ordovicium en eindigde in het Devoon. Het resultaat is nog altijd te zien in Schotland, Groenland en Noordoost- Amerika. In de onderstaande afbeeldingen kun je zien waar de collisiezones zich bevonden.
Deze fase van gebergtevorming levert op verschillende onderdelen problemen op voor de zondvloedgeologie. Ik zal in dit hoofdstuk een opsomming van deze problemen geven.
Probleem 1: Verstening
De Caledonische Orogenese laat zien dat Cambrische en Ordovicische gesteenten tijdens deze orogenese al versteend waren. Dit blijkt ten eerste uit Silurische fossielen die tektonisch vervormd zijn (Waldron et al. 1996), iets wat niet gebeurt als de fossielen zich in zachte modder bevinden. Ten tweede blijkt dit uit breuken en shear zones in het gesteente (inclusief thrusts) die tijdens de orogenese gevormd zijn (Jacques & Reavy 1994, Simpson & De Paor 1997). Ten derde blijkt dit uit conglomeraten waarvan de klasten bestaan uit Paleozoïsch gesteente, bijvoorbeeld Silurische kalksteenklasten met fossielen in een Silurisch conglomeraat in Alaska (Soja & Krutikov 2008) of siliciklastische conglomeraten in de Ardennen (Boulvain & Vandenberghe 2018). (De gesteenten in Alaska behoren weliswaar tot de onbekende Klakasorogenese, maar deze was gelijktijdig met de Caledonische orogenese.)
Er zijn voorbeelden van Pleistocene sedimenten die nu al gelithificeerd zijn. Dat kan dus snel gebeuren, misschien zelfs binnen enkele jaren voor bijvoorbeeld kalksteen. De gegevens rond Caledonische Orogenese zouden binnen een zondvloedcontext echter lithificatie binnen enkele dagen of hooguit weken vereisen. Ik ben niet bekend met mechanismen die voor zulke snelle verstening kunnen zorgen.
Probleem 2: Plutonisme
Gebergtevorming gaat vaak gepaard met magmatische intrusies. Dat gebeurde ook tijdens de Caledonische orogenese (Jacques & Reavy 1994). Creationisten hebben gezocht naar mechanismen om
25
dergelijke granietplutonen snel af te laten koelen (Snelling & Woodmorappe 1998). De granietlichamen zouden dan in enkele honderden tot duizenden jaren kunnen afkoelen. Erosieproducten van de Caledonische Orogenese bevatten echter ook klasten van granietlichamen (Haughton et al. 1990). Een granietlichaam moet dan op enkele kilometers diepte gevormd en afgekoeld zijn, het sediment erboven moet weggeërodeerd zijn en vervolgens moet het harde graniet ook geërodeerd zijn en de erosieproducten getransporteerd en opnieuw afgezet. En dat allemaal tijdens de zondvloed.
Probleem 3: Meerdere fases
Uit de crenulatie van een shear zone in Ierland blijkt dat de breukbewegingen daar meerdere fases hebben gekend (Chew et al. 2004). Tegengestelde bewegingen langs breuken vonden plaats binnen 48 miljoen jaar; binnen de zondvloedgeologie is dat een oogwenk. Hoe konden dergelijke complexe bewegingen zo snel achter elkaar plaatsvinden terwijl aardplaten met snelheden van 1 meter per seconde bewogen? Ik zie daar graag een creationistische uitleg van tegemoet.
Hetzelfde zien we op grotere schaal terug in de Ardennen. Daar vond in het Carboon een tweede fase van gebergtevorming plaats, die uiteindelijk leidde tot de huidige Ardennen. Deze fase wordt de Hercynische Orogenese genoemd. Tussen de Caledonische en de Hercynische Orogenese was er een periode van extensie (De Fenffe & Laduron 1991). Ook hier zien we dus twee maal een tegengestelde beweging in de tektoniek tijdens het Paleozoïcum. Dit lijkt mij niet te verwachten als de Paleozoïsche tektoniek verklaard moet worden met op hol geslagen platen.
Probleem 4: Erosie
Hoe hoog zullen de Caledonische bergen geweest zijn? Debacker et al. (2002) hebben dit op verschillende manieren berekend voor de Ardennen en kwamen steeds op een hoogte tussen de vier en vijf kilometer uit, nog iets hoger dan de Alpen. Toch zijn de meeste gesteenten die tijdens de Caledonische Orogenese geplooid zijn in de Ardennen bedekt door sedimentaire gesteenten uit het Devoon en Carboon. Dit betekent dat kilometershoge bergen geërodeerd zijn tot (bijna) horizontaal niveau, om vervolgens weer bedekt te worden met mariene sedimenten. En dat in een oogwenk, want de Boven-Silurische sedimenten zijn nog geplooid, terwijl de Beneden-Devonische sedimenten er discordant bovenop liggen. Al eerder zagen we dat ook de granietklasten in een Beneden-Devonisch conglomeraat in Schotland gevormd moeten zijn onder enkele kilometers overburden (Haughton et al.
1990). In een zondvloedcontext zijn er dus bergen van enkele kilometers gevormd en een oogwenk later zijn ze verdwenen en worden ze bedekt door nieuwe sedimenten.
De zondvloed wordt door creationisten gezien als een periode waarin geologische processen als sedimentatie en erosie razendsnel plaatsvonden. John Baumgardner berekende erosie- en sedimentatiesnelheden van 9 meter per dag (Baumgardner 2018). Stel dat het Caledonische gebergte waar nu de Ardennen liggen voor de helft uit blubber bestond (waar overigens geen aanwijzingen voor zijn) en voor de helft uit hard gesteente. De twee kilometer aan gesteenten zou met een erosiesnelheid van 9 meter per dag geërodeerd zijn in 222 dagen. Voor een zondvloed van ruim een jaar is dat een groot deel van de tijd die tussen het Laat-Siluur en het Vroeg-Devoon geplaatst moet worden. De erosie van Caledonische gebergten tijdens het Paleozoïcum is dus een probleem voor de zondvloedgeologie.
Samenvatting
In dit hoofdstuk heb ik vier problemen geschetst die de Caledonische Orogenese met zich meebrengt voor de zondvloedgeologie. Ten eerste was dat het feit dat de Caledonische Orogenese laat zien dat Paleozoïsche gesteenten tijdens de zondvloed al versteend moeten zijn geweest, terwijl er bij mijn weten geen mechanismes zijn die binnen enkele dagen of weken voor lithificatie kunnen zorgen. Ten tweede zouden ook granietplutonen razendsnel afgekoeld moet zijn, want klasten van deze plutonen bevinden zich in het erosiemateriaal van de Caledonische gebergten. Ten derde wijst de Caledonische Orogenese erop dat plaattektoniek een complex proces was, waarbij in hetzelfde gebied in de loop van de tijd meerdere tektonische bewegingen plaatsvonden. Dit is lastig te rijmen met een hypothese over
