Milieureconstructie van de Achterhoek, 235 miljoen jaar geleden.

Door: Anja Jansen, 2004Begeleiding: Bert Boekschoten & Simon Troelstra

Inhoudsopgave

Introductie 3Het Trias 5Het klimaat van het Trias 9De flora van het Trias 10De fauna van het Trias 13Nederland tijdens het midden Trias 20Het ontstaan van de kalksteen van Winterswijk 22De vorming van fossielen in de Muschelkalk 24Milieurecontructie 26Literatuur 27

Omslag: Voetstappen van sauriers gevonden in de Muschelkalk.

2

Sporen van het verleden

Introductie

Ooit lag Nederland dicht bij de evenaar. Het klimaat was toen heet en droog, en de Achterhoek werd overspoeld door een ondiepe zee. Sauriers trokken door deze landen, en trachtten te overleven. Zij lieten hun fossielen na in kalksteenlagen.

In dit verslag wil ik een idee geven van hoe de Achterhoek er uit zag tijdens het Trias, welk klimaat er heerste en welke planten en dieren er toen leefden.

De steenlagen van het Trias vinden we in Winterswijk. Daar komt het sediment gevormd in het Trias aan de oppervlakte, en in dit sediment is een groeve gegraven. In deze groeve kan je vele fossielen uit de Triasperiode terugvinden. Een van de opvallendste fossielen die je daar kan vinden zijn de versteende voetsporen van sauriers. Deze voetsporen zijn gevonden in een kalk formatie. Deze kalk dateert uit de Muschelkalk periode, het middendeel van de Triastijd.

Figuur 1: Een idee van hoe de Achterhoek eruit zag in de Muschelkalk periode (foto van de Namibische woestijn)

3

4

Figuur 2: Tijdlijn.

Het Trias

Het Trias is onderdeel van het mesozoicum. Het mesozoicum duurde van 248 Mjg (miljoen jaar geleden) tot 65 Mjg, en is opgedeeld in het Trias, jura en krijt. Het Trias is een geologisch tijdvak dat duurde van ongeveer 248Mj tot 202Mj geleden. Het tijdvak wordt onderverdeeld in:

Laat Trias 223 Mjg – 200 Mjg Midden Trias 235 Mjg - 223 Mjg Vroeg Trias 251 Mjg - 235 Mjg

Aan het eind van het Perm, voor het Trias, heeft de grootste extinctie periode uit de geschiedenis plaatsgevonden. In deze periode stierven 96% van alle soorten uit, 83% van de genera (geslachten), en 50% van alle families, waaronder trilobieten, vele paleozoische koralen, vele soorten brachiopoden, zeelelies, cephalopoden (inktvisachtigen met schelp), mosdiertjes, ostracoden (microscopische kreeftachtigen met tweekleppige schelp) slakken en foraminiferen. Ook onder de landplanten vielen vele slachtoffers

Het Trias is genoemd naar het Latijnse woord “Trias” (drie) door Friedrich August Von Alberti (1795-1878), in 1834. het is Trias genoemd omdat de in de sedimenten uit die tijdsperiode drie delen te onderscheiden zijn. Het onderste deel is Buntsandstein (bontgekleurde rode zandstenen), daarboven Muschelkalk (dolomitische kalken) en bovenop Keuper (bonte, roodpaarse en groene mergels). Deze afzettingen zijn gevormd in zogenaamde epicontinentale bekkens, dit zijn bekkens die ontstaan zijn als gevolg van rekverschijnselen binnen het continent Pangaea: dit begon in het Trias uit elkaar te vallen. Deze sedimenten zijn voornamelijk terug te vinden in westlijk Europa.

In het Trias zag de wereld er totaal anders uit dan nu. De continenten lagen verzameld in een reuzen-continent; genaamd Pangea (latijns voor: al het land, genoemd door Alfred Wegener, in 1915). Rondom dit continent lag een gigantische oceaan, genaamd de Panthalassa oceaan (latijns voor: alle zee, genoemd door Alfred Wegener, in 1915). Bewijs voor het bestaan van een reuzen continent komt voort uit gevonden fossielen, dezelfde soorten fossielen werden gevonden op verschillende plaatsen op de aarde, het bewijs dat deze plaatsen ooit dicht bij elkaar gelegen hadden. Zo’n 160 Mjg begonnen de continenten uit elkaar te drijven, en er vormden zich daarbij grote zeeen. Hierdoor begonnen zich verschillende soorten dieren en planten per continent te ontwikkelen.

5

Figuur 3: De wereld in het vroeg Trias.

Het continent Pangea was globaal gezien C-vormig. Het bestond uit twee delen: in het zuiden Gondwana (Zuid-Amerika, Afrika, India, Antarctica en Australie, aldus benaamd door Edward Suess in het einde van de 19e eeuw, naar een regio van oost India, waar een deel van de geologie van het oercontinent werd bepaald) en in het noorden Laurasie (Noord-Amerika en Eurazie, ook benaamd door Edward Suess). Tussen die twee delen lag een tropische zee, genaamd Tethys zee. In het het Trias begonnen deze twee delen uit elkaar te drijven. Terwijl dit gebeurde begon de zeespiegel langzaam te stijgen, waardoor zuid- en centraal Europa overstroomden. Her en der lagen nog een paar eilandjes verspreid in de zee, dit waren Manchuria (noord China), oost China, Indochina, en stukjes van centraal Azie. De Tethys zee ook gedoopt door de oostenrijkse geoloog Eduard Suess in 1893 naar de titaan Tethys, de personificatie van de vruchtbare oceaan.

Tijdens de Trias verschenen de eerste dinosaurussen, pterosaurussen, ichthyosaurussen en zoogdierachtigen.

Aan het eind van het Trias vindt er wederom een massa-extinctie plaats. Het is mogelijk dat deze extinctie bestond uit minstens twee aparte extinctie periodes aan het eind van het Trias, die 12 tot 17 miljoen jaar uit elkaar liggen. De oorzaak van deze extinctie is onbekend. Deze extinctie zou veroorzaakt kunnen zijn door een klimaatsverandering, met als belangrijkste verandering een toename van de neerslag. Deze klimaatsverandering zou kunnen samenhangen met een

6

meteorietinslag. Er is een krater die uit die periode stamt; de krater van Manicouagan in de provincie Québec (Canada), met een diameter van ongeveer 70 km (zie figuur 4).

Figuur 4: Krater van Manicouagan.

Klimaatsveranderingen veroorzaken extincties door het type en de beschikbaarheid van ecologische niches te veranderen. De soorten die op dat moment bestaan, moeten dan migreren naar gebieden met voor hen geschikte omstandigheden, of ze moeten zich aanpassen aan de nieuwe omstandigheden. Als ze dit niet kunnen, sterven deze soorten uit.

Aan het einde van het Trias stierven ongeveer 50% van alle gewervelde soorten uit en bijna 25% van alle families. Dit had ook grote effecten op de planten; het plantenleven was vrij gevarieerd, maar na de extinctie werd het gedomineerd

7

door slechts enkele soorten. Deze extinctieperiode heeft wel een gunstig begin gemaakt voor de evolutie van de dinosaurussen, die nu niches konden bezetten die voorheen gevuld waren. Omdat er in deze periode in verhouding vrij weinig uitstierf, word het als een van de minder significante extincties gezien, toch was hij vergelijkbaar met de extinctieperiode aan het einde van het Krijt.

8

Het klimaat van het Trias

Het klimaat ten tijde van het Trias was heet en droog, veel droger dan het tegenwoordig is. Er viel iets meer dan 450 mm regen per jaar, dat is half zoveel als tegenwoordig. Daar komt nog bij dat de verdamping toen veel hoger was. Er waren veel woestijnen te vinden. In de polaire gebieden lag geen ijs; het klimaat was daar vochtiger en gematigd.

Het klimaat in het Trias kan worden bepaald door middel van koolstof isotopen gevonden in de Muschelkalk. De rode zandsteen afzettingen van het begin van het Trias vormen ook een aanwijzing voor een heet en droog klimaat. Ook planten- en dierenresten in de Muschelkalk geven aanwijzingen voor een droog landklimaat.

Omdat Pangea zo’n groot continent was, waren veel gebieden verstoken van de matigende klimaatseffect van de zee. Dit betekende dat grote binnenlanden bestonden uit hete en droge woestijnen. Het was een landklimaat, en er waren geen seizoenen, het was het hele jaar door heet en droog. De planten die er waren groeiden voornamelijk rondom meren of bij plassen die vormden als het regende, maar later weer opdroogden.

In het Trias bevatte de atmosfeer ook hoge concentraties CO2. Aan het begin van het Trias bevatte de atmosfeer zo’n 1000 ppm CO2, aan het eind van het Trias was dit 2500-3000 ppm. Dit is de hoogste concentratie ooit, ongeveer 10X zoveel als tegenwoordig. Deze hoge concentratie CO2 zou veroorzaakt kunnen zijn door vulkaanuitbarstingen.

Figuur 5: Het klimaat van het midden Trias.

9

De flora van het Trias

Het plantenrijk omvatte tijdens het Trias en Jura voornamelijk coniferen, paardestaarten en wolfsklauwachtigen waren belangrijk. Aan het einde van het Trias namen de varens weer sterk toe.

In het Trias bestonden nog geen bloemplanten. De planten die er toen groeiden kennen we voornamelijk uit vochtige gebieden waar sedimentatie in rivieren en moerssen plaatsvond. De bekendste planten zijn: taxusbomen, ginkgo’s, varens, boomvarens, paardestaarten, coniferen en cycas-achtigen (palmvarens). In Laurazie domineerden andere planten dan in Gondwana. In Laurazie vond men voornamelijk coniferen, andere zaadplanten en varens, in Gondwana kwam de zaadvaren Dicroidium het meest voor.

In de Winterswijkse Muschelkalk zijn zaden, sporen en andere overblijfselen van verscheidene soorten planten teruggevonden. Deze overblijfselen zijn waarschijnlijk van elders aangevoerd door de wind of het water. Zie tabel 1 en 2 voor een overzicht van soorten gevonden in de Muschelkalk.

SPORITES POLLENITESPunctatisporites sp. Alisporites gauvogeliCyclogranisporites arenosus Voltziaceaesporites heteromorphaApiculatasporites plicatus Colpectopollis ellipsoideusCyclotriletes pustulatus Vesicaspora spCyclotriletes Triassicus Angustisulcites klausiiVerrucosporites jenensis Angustisulcites gorpiiVerrucosporites applanatus Angustisulcites grandisVerrucosporites krempii Triadispora crassaVerrucosporities remyanus Triadispora plicataVerrucosporities thuringiacus Triadispora muelleriConverrucosisporites sp Dacrycarpites europauesTrilites tuberculiformis Patinasporites obulusGuttatisporites guttatus Sulcatisporites raticulatus Microreticulatisporites sp Protosacculina germanicaAequitriradites minor Microcachryidites fastidioidesKraeuselisporites sp Vitreisporites pallidusPleuromeia rossica Cycadopites coxiiAratrisporites sp Cycadopites sp.Aratrisporites quadriinga

Tabel 1: Plantenfossielen gevonden in de kalksteen van Winterswijk

10

LEVERMOS FAMILIE

Aequitriradites Hepaticae

WOLFSKLAUWSPOREN FAMILIE

Pleuromeia Lycopodaceae

VARENSPOREN FAMILIE

Punctatisporites Osmundaceae or Marattiaceae

Cyclogranisporites SchizeaeApiculasporites Schizeae

Converrucosporites SchizeaeMicroreticulasporites Schizeae

ZAADVARENPOLLEN FAMILIE

Vesicaspora PeltaspermalisVitreisporites Caytoniales

Cycadopites sp. Peltaspermalis

CONIFERENPOLLEN FAMILIE

Alisporites VoltzialesVoltziaceae Voltziales

Dacrycarpites PodocarpaceaeMicrocachryidites Podocarpaceae

Patanisporites GlyptolepisVitreisporites Caytoniales

Colpectopollis AngisulcitesCyclotriletis Osmundaceae

Sulcatisporites ?

Tabel 2: Plantenfossielen gevonden in Winterswijk, opgedeeld in families

Aanpassingen aan het Trias milieuHet klimaat in het Trias was heet en droog, hier moesten de planten zich op aanpassen. Planten die een voorkeur hebben voor een vochtig gebied, zoals wolfsklauwachtigen, werden erg klein, en planten die tegen drogere omstandigheden kunnen, zoals coniferen, varens en zaadvarens, domineerden het land.

11

Extinctie periode eind TriasIn de extinctieperiode aan het eind van het Trias stierven er vele soorten planten uit, waaronder de Glossopteriden (een groep boomvarens).

Invloeden op het plantenleven van het hedenvan de vele soorten ginkgo’s die ooit bestonden is er nu nog maar 1 over; de ginkgo biloba. Van de varens, cycasachtigen en coniferen bestaan er nu nog vele soorten.

Figuur 6: Van links naar rechts, van boven naar beneden: conifeer, boomvaren, varen, cycaspalm, paardestaart, taxus, levermos, ginkgo, wolfsklauw, zaadvaren.

12

De fauna van het Trias

Na de extinctieperiode van de grens Perm/Trias begonnen in de opengevallen ecologische niches nieuwe vormen te evolueren, waaronder bivalvia (tweekleppigen) en ammonieten. Tijdens het Trias begonnen de reptielen sterk op te komen, sommige reptielen bereikten in het Trias al een lengte van tien meter. Het Trias wordt onder meer gekenmerkt door het verschijnen van de eerste dinosauriërs als Coelophysis, een kleine vleesetende dinosaurus.

In het Trias waren er zoogdier-achtige reptielen, de eerste, kleine zoogdieren en vier-voetige reptielen genaamd Thecodonta, waarvan wordt vermoed dat ze de voorouders van de dinosaurussen waren. Maar er waren ook dieren die we vandaag de dag nog kennen, zoals kikkers, krokodillen en schildpadden.

De reptielen die in Winterswijk gevonden zijn leefden waarschijnlijk net als zeehonden deels in het water en deels op het land. De meeste soorten waren niet erg groot, van kop tot staartpunt niet meer dan een meter. Slechts enkele soorten werden langer dan twee meter.

In de afzettingen uit de Muschelkalk zijn fossielen van vele verschillende soorten dieren gevonden. Sommigen zullen ook daadwerkenlijk in dit gebied geleefd hebben, anderen zijn elders gestorven en na hun door door het zeewater vervoerd en in dit gebied aangespoeld.

Soorten ongewervelden:- Brachiopoda

Tweekleppige, symmetrische schelp, waarvan de twee schelpen werschillend van elkaar zijn. Leven vastgehecht aan de zeebodem, filteren voedsel uit het zeewater. Soorten gevonden in Winterswijk:

o Lingula tenuissimao Dielasma eckio Coenothyris sp.

- Mollusca Mollusken zijn weekdieren. Deze zijn te verdelen in drie groepen:BivalvenTweekleppige, assymmetrische schelp, waarvan de twee kleppen elkaars spiegelbeeld zijn. Schelpen van aragoniet fossileren matig, laten alleen een afdruk achter, schelpen van calciet fossileren goed.Soorten gevonden in winterswijk:

o Modiolus triquetrao Gervillia modiolaeformiso Gervillia jenensiso Bakevellia costatao Hoernesia socialis

13

o Entolium disciteso Entolium morrisio Myophoria vulgariso Myophoria cf. germanicao Pseudomyoconcha goldfussio Myoconcha gastrochaenao Homomya althausio Homomya albertio Pleuromya elongatao Pleuromya breviso Pleuromya pulchra

GastropodenGastropoden betekend “buikpotigen”, het is de wetenschappelijke naam voor slakken. Er bestaan zowel land- als zeeslakken.

o Naticopsis sp.o Loxonema cf. obsoletum

Ammonieten Uitgestorven inktvisachtigen met een gekamerde schelp. De schelp was meestal van aragoniet, det fossileert slecht, en laat alleen een afdruk achter. Ook worden er wel gepyritiseerde schelpen gevonden. Ammonieten konden terwijl ze zwommen hun diepte regelen door stikstofgas in de kamers van hun schelp te pompen. Deze kamers warem met elkaar verbonden door een buis.

o Beneckeia buchi

- ArthropodaOnder deze groep vallen insecten en crustacea met een uitwendig skelet.Soorten gevonden in Winterswijk:

o Clytiopsis sp.o Halicyne cf. agnotao Pseudoglyphea spinosao Blattoidea (kakkerlakken)

Soorten gewervelden- Vissen

deze groep is welbekend uit het heden. De vissen kunnen een prooi gevomd hebben voor de reptielen uit de muschelkalk periode.Soorten gevonden in Winterswijk:

o Coelacanthus sp.Een brede vis met gelobde vinnen, heeft 2 rugvinnen. Behoort tot de kwastvinnigen.

14

Figuur 7: Coelacanthus

o Colobodus sp.Deze soort werd niet langer dan 20 cm. en was een belangrijke stap naar de opbouw van de morderne vis.

o Dollopterus sp.Verwant met Colobodus sp. Werd niet langer dan 20 cm.

o Gyrolepsis sp.Verwant met Colobodus sp. Werd niet langer dan 20 cm.

o Pholidophorus sp.Deze straalvinnige vis kom 40 cm. lang worden.

o Saurichthys tenuirostruso Deze straalvinnige vis was een gespecialiseerde predator. Zijn

lichaam, dat 1 meter lang kom worden, was gebouwd voor snelheid. Tijdens het Trias kwam Saurichthys in alle zeeen voor.

Figuur 8: Saurichthys sp.

- AmphibienIn Winterswijk is een type sporen gevonden dat door een amphibie achtergelaten is. Dit amphibie heet Capitosauroides sp.

- ReptielenVan alle fossielen gevonden in Winterswijk zijn de reptielen de bekendste. Er zijn van deze dieren voetsporen en skeletdelen gevonden. De reptielen gevonden in Winterswijk waren aangepast aan een leven deels op het land en deels in het water, waar ze hun voedsel vonden.

15

Er zijn voetsporen teruggevonden welke zijn gedetermineerd als:o Rhynchosauroides peabodyi

Dit was een krokodilachtig reptiel, waarvan het voorlichaam zwaarder was dan het achterlichaam. Dit dier is op basis van zijn sporen geplaatst in de Chasmatosauridae familie. Dit dier was ongeveer 65 cm lang.

Figuur 9: Chasmatosaurus

o Rhynchosauroides sp.De sporen van Rhynchosauroides en die van Rhynchosauroides peabodyi lijken erg op elkaar, met als enige verschil dat bij de sporen van Rhynchosauroides de teennagels meer naar binnen wijzen. Dit dier was ongeveer 80 cm lang en weegde zo’n 1 kg.

Figuur 10: Rhynchosaurus

o Brachychirotherium paraparvumDit dier was waarschijnlijk een voorloper van de krokodillen, afgaamde op zijn lichaamsverhoudingen. Het was waarschijnlijk een predator die jaagde op vissen of herbivoren. Dit dier was ongeveer 2 meter lang.

o Procolophonichnium haarmuelensisDit dier had gelijkgevormde voor- en achterpoten, waarbij de voorpoten iets kleiner waren. Ze hadden vrij dikke tenen vergeleken

16

met hun lengte. Het achterste deel van hun lichaam was het zwaarst, de staart werd voortgesleept. Dit dier was ongeveer 32 cm lang.

o Phenacopus faberiEr zijn aanwijzingen dat dit dier zijn staart gebruikte om zicht voort te stuwen tijdens het zwemmen. Het achterlichaam van dit dier was het zwaarst. Ze hadden vrij smalle, scherpe klauwen.

o Phenacopus agilisOver deze soort is vrij weinig bekend. Het was waarschijnlijk een klein, beweeglijk dier met een vrij groot achterlichaam. Dit dier was ongeveer 32 cm lang.

o Phenacopus sp.o Coelurosaurichnus ratumensis

Er is vrij weinig bekend over deze soort. Er word vermoed dat dit een primitieve vorm of mogelijk een voorouder van de dinosauriers was. Dit dier was ongeveer 2,5 meter lang.

o Coelurosaurichnus sp.o Sustenodactylus hollandicus

Dit was een klein, hagedisachtig reptiel, met erg lange poten vergeleken met zijn lichaam. Het was waarschijnlijk een kleine viseter. Dit dier was ongeveer 5,5 cm lang.

o Sustenodactylus sp.

Van de volgende genera zijn ook skeletdelen teruggevondeno Anarosaurus

Anarosaurus had een lange, beweeglijke hals en een kleine kop. Hun poten waren aangepast aan leven in het water. Ze leefden in ondiepe zeeen en legden hun eieren op het land. De meeste dieren in dit genus waren 40 tot 50 cm lang, maar enkelen bereikten een lengte van 120 cm.

Figuur 11: Anarosaurus

o Placoduso Placodus schraapte met zijn vooruit stekende tanden over de

zeebodem, op zoek naar voedsel. Dit voedsel bestond voornamelijk uit invertebraten als schaal- en schelpdieren. In zijn bek had Placodus harde platen om de harde delen van zijn prooi te verpulveren. De lengte van dit dier was ongeveer 2 meter.

17

Figuur 12: Placodus

o DactylosaurusDactylosaurus is sterk verwant aan de Anarosaurus, en dezen leken dan ook vrij sterk op elkaar. De Dactylosaurus soorten kwamen in veel verschillende groottes voor.

o NothosaurusNothosaurus was een predator die leefde van vis en kleine zeereptielen. Ze hadden een lang en beweeglijk lichaam, met poten die zowel op het land als in het water functioneel waren. De soorten Nothosaurus verschilden erg in grootte, varierend van 1,5 tot 6 meter. Nothosaurus had lange kaken, en zijn neusgaten zaten bovenop zijn snuit. Versleten tanden werden regelmatig vervangen.

Figuur 13: Nothosauruso Cymatosaurus

Ondanks dat Cymatosaurus erg op Nothosaurus lijkt, qua uiterlijk en leefwijze, behoort hij tot een andere groep. De schedels van Cymatosaurus en Nothosaurus verschillen duidelijk van elkaar.

o TanystropheusTanystropheus leefde zowel op het land als in de zee. De juveniele exemplaren zijn voornamelijk in land afzettingen aangetroffen; ze

18

voedden zich met insecten, terwijl de adulten voornamelijk in mariene lagen gevonden worden; ze voedden zich met vissen. Tanystropheus had een lange, beweeglijke hals, die bij sommige soorten wel 60% van hun totale lengte was. Deze dieren konden tot 6 meter lang worden.

Figuur 14: Tanystropheus

Aanpassingen aan het Trias milieuDoor het extreme hete en droge klimaat waren de leefomstandigheden in rondom de Muschelkalkzee niet makkelijk, toch zijn er veel verschillende soorten fossielen gevonden, dit is een bewijs van een vrij rijke fauna in dit gebied.

Wel waren de fossielen die hier gevonden zijn erg klein van stuk. Dit kan erop wijzen dat het voor deze dieren niet mogelijk was uit te groeien tot hun volledig volwassen grootte. Dit kan veroorzaakt zijn door “negatieve ecologische stress”, in dit geval waarschijnlijk het hoge gehalte zout in het zeewater, eventuele voedselschaarste of giftige stoffen in het mileu zoals bijvoorbeeld zwavelverbindingen.

Ook zou het kunnen zijn dat het genetisch bepaald was dat de dieren die hier leefden kleiner bleven dan dezelfde dieren in andere gebieden omdat dat een ecotype voordeel had. Dit zou kunnen doordat er weinig voedsel aanwezig was, of door de extreem hoge temperaturen van het zeewater.

Extinctie periode eind TriasAan het eind van het Trias, ongeveer 208-213 Mjg was er een kleine extinctie-periode, waarin ongeveer 35% van alle dieren families uitstierven. Onder andere stierven de labyrinthodont amphibien uit, de conodonten en alle mariene reptielen, behalve Ichthyosaurus-achtigen.

Invloeden op het dierenleven van het hedenVeel dieren die zijn ge-evolueerd in het Trias bestaan nu nog. Enkelen hiervan zijn: moderne koralen, zee-egels, zeesterren, en longvissen. Verder ontstonden

19

in het Trias de voorlopers van onder andere krokodillen, schildpadden en zeeschildpadden.

20

Nederland tijdens het midden-Trias

Door het uiteendrijven van de landplaten zijn uiteindelijk de continenten geworden zoals ze nu zijn. Het gedeelte waar Nederland nu ligt, lag toen op ongeveer 20° NB, vlak bij de evenaar dus. Door middel van paleomagnetisme zijn we in staat om de vroegere locatie van continenten te achterhalen.

In de periode dat de muschelkalk werd afgezet zag dit gebied eruit als een slibbige, rustige baai, waar golfslag niet diep reikte; ook getijdegeulen ontbreken. Een ondiepe zee overspoelde steeds meer land. Korte transgressie (opkomende zee) periodes werden gevolgd door regressies (wegtrekkende zee). Vandaag de dag zijn er nog steeds ribbels van golfbeweging zichtbaar in de sedimenten, dit is een aanwijzing dat de zee vrij ondiep was. Dit gebied viel zelfs regelmatig droog, het bewijs hiervoor is dat er uitdrogings scheuren en ophopingen van zoutkristallen in de kalkslibklei zijn terug te vinden. Alle bewijs duidt erop det het klimaat in dit gebied erg heet en droog was; woestijnachtig, vergelijkbaar met de huidige omstandigheden rondom de Perzische golf.

Figuur 15: Krimpscheuren Figuur 16: De Perzische golf bij Bushehr, Iran

.

21

Figuur 17: Sattelietfoto Perzische golf; rond de rivier en rond ander zoet water is er enige begroeiing te zien, rond de zee is het een kaal landschap

De ondiepe binnenzee die toen in dit gebied lag wordt Muschelkalkzee genoemd. Deze zee lag over een groot gedeelte van West- en Midden-Europa. De muschelkalkzee is ontstaan in het onder-ansien, door een grote watertovoer vanuit het zuidoosten vanaf de Tethys zee door de Oost Karpatische poort naar het germaanse bekken, en later door de Silezisch-Moravische poort. Het westelijke deel van de Muschelkalkzee was vrij ondiep, verder naar het oosten en noordoosten werd het dieper. Tijdens het boven-Anisien was de Muschelkalkzee afgesloten, en vond er sterke indamping plaats. In het Onder Ladinien was er weer grote instroom, vanuit het zuid-westen door de Bourgondische poort. Tijdens deze instromen voerde de zee nieuwe organismen aan vanuit de Tethys zee.

Figuur 18: Kaartje van de Muschelkalkzee met poorten

De Muschelkalkzee was een tropische zee, die door de hoge verdamping en droogte veel zout bevatte, en door de hoge temperaturen weinig zuurstof. Deze zee ontving nauwelijks zoet water door neerslag of rivieren.

Afzetting van een dikke laag kalk leidde tot bijvoorbeeld “Wellenkalk” (zoals in Winterswijk), “magnesian limestone” (in Engeland) en de eigenlijke “Muschelkalk” (een Duitse kalksteen die vrijwel geheel uit schelpen bestaat).

22

Het ontstaan van de kalksteen van Winterswijk

Na een lange, droge periode waarin Nederland een woestijnachtig landklimaat had, begon de zee dit gebied te overspoelen. Er ontstond een ondiepe zee, waarin ter plaatse kalkafzettingen werden gevormd, van 240 tot 236 Mjg.

De Muschelkalkzee vormde een gunstig gebied voor blauwwieren, die in hun celwanden miniscule kalkskeletjes vormden. Zodra deze blauwwieren vergingen, kwamen de kalkdeeltjes vrij, en zonken naar de bodem van de zee.

Een theorie over het ontstaan van de kalkgelaagdheid is dat bij hoogwater de slijmerige bacteriele mat van blauwwieren kleine deeltjes slib en kalk vasthield, en dat bij laag water deze deeltjes vastgehouden werden op de bodem, waardoor er na iedere hoogwater periode er een nieuwe laag werd gevormd.

Bij Winterswijk is de kalklaag ongeveer 40 meter dik. Later zijn deze afzettingen weer door nieuwe afzettingen bedekt. Aan het eind van het Trias begon een periode van opheffing. Deze opheffing ging samen met erosie, die in de omgeving van Winterswijk vrij sterk blijkt te zijn geweest.

Ook aan het einde van het krijt vond een grote opheffing plaats die samenging met een ingrijpende erosie, waardoor een groot deel van de sedimenten gevormd na het Trias weer verdwenen. Het uitendelijke resultaat van alle bodembewegingen is dat de muschelkalk in winterswijk aan de oppervlakte komt, in twee ongeveer parrallel lopende stroken. Deze stroken lopen van oost naar west, en de steengroeven zijn ontstaan in de meest noordelijke strook.

23

Figuur 19: geografische kaart van omgeving Muschelkalkgroeve Winterswijk.

24

De vorming van fossielen in de Muschelkalk

Door het warme klimaat van het Trias werd de bovenste laag van de Muschelkalkzee sterk verwarmd. Omdat warm water lichter is dan koud water vond en nauwelijks tot geen uitwisseling meer plaats tussen de verschillende waterlagen. Hierdoor ontstaat een temperatuurzonering.

De organismen die de muschelkalkzee bevolkten leefden voornamelijk in de warme bovenlagen. De afvalstoffen van de organismen, en de dode organismen zakten naar de bodem van de zee. Deze organische resten oxideerden, gebruik makend van de zuurstof die aanwezig was in de onderste waterlagen. Maar doordat er geen uitwisseling was met de bovenste waterlagen, raakte de zuursof in de onderste waterlagen al snel op, waardoor een zuurstofloos milieu ontstond.

In zuurstofarme en zuurstofloze milieus is maar weinig leven mogelijk. De bodembewoners die er waren toen er nog wel zuurstof in het water was stierven af. Alleen bacterien die geen zuurstof (anaerobe bacterien) nodig hebben overleven in dit milieu. Deze bacterien breken wel organisch materiaal af, maar ze geven H2S af aan hun milieu. Dit is voor veel organismen giftig.

Er ontstond naast een temperatuurszonering ook een scheiding in een zuurstofrijke toplaag waarin veel organismen leefden, en een zuurstofloze bodemlaag waarin leven vrijwel onmogelijk is door de aanwezigheid van anaerobe bacterien die H2S afgeven.

Ondanks dat deze situatie fataal is voor de ontwikkeling van een rijke bodemfauna, is deze situatie ideaal voor het conserveren van overblijfselen van organismen:

De dode organismen zakken naar de bodem. Doordat er geen bodemdieren aanwezig zijn en overige aaseters ook wegblijven, blijven de restanten intact.

Het water staat stil, de circulatie is gestagneerd. Hierdoor worden de organismen niet meegevoerd door een stroming. Ze blijven roerloos op de bodem liggen en blijven intact.

Door de afwezigheid van zuurstof vindt geen oxidatie plaats. Anaërobe bacteriën zorgen voor een onvolledige vertering van het organische materiaal. In sommige gevallen blijven echter zelfs de weke substantie van het organisme bewaard. De bacteriën produceren het giftige H2S, waardoor een steeds onvriendelijker leefmilieu ontstaat. De bacteriën vormden waarschijnlijk ook een soort slijmlaagje rond de lijken dat ook voor bescherming zorgde. Als de lijken door nieuw sediment bedekt werden kropen de bacteriën omhoog maar het slijmlaagje bleef achter.

Door de grote toevoer van kalkdeeltjes (de afstervende algen) uit de bovenliggende lagen worden de restanten van de organismen relatief snel

25

bedekt door nieuwe modderlagen. Door deze afscherming is verdere vervorming uitgesloten.

Er trad bij de grotere organismen nog een ander chemisch proces op, waardoor de restanten extra beschermd werden waardoor hun vorm nog beter bewaard bleef:

Bij de anaerobe omzetting van organisch materiaal ontstaan koolstof en zwavelverbindingen. In een anearoob milieu ontstaat hieruit HCO3- en H2S. Bij het wegrotten van organisch materiaal ontstaat ook ammoniak, NH3. Hierdoor stijgt de pH. Door de hogere pH gaan Ca2+ en HCO3- over in CaCO3. Deze CaCO3 slaat rond het kadaver neer en vormt een stevige, harde afscherming waardoor het lijk beschermd wordt tegen verdere vervormingen. Deze broodvormige kalkconcreties rond de organismen worden ter plaatse "Laibsteine", broodstenen, genoemd.

De hoeveelheid biologische activiteit varieerde met de temperatuur. In de warme, droge zomers leefden er meer organismen. Er ontstonden mergelige gesteenten, rijk aan kalkconcreties. Soms ontstonden zelfs kalksteenlagen. In de koelere, natte perioden was er minder biologische activiteit. Er werd meer klei vanaf het land aangevoerd en er ontstonden mergelige schalies. Deze seizoensgebonden afwisseling resulteerde in een afwisseling van hardere kalkrijke lagen en zachtere lagen met mergelige schalie. Doordat deze lagen niet even snel eroderen is deze afwisseling in de groeve goed zichtbaar.

Figuur 20: De groeve in Winterwijk. Figuur 21: Nothosaurus schedel, gevonden in Winterswijk.

26

Milieu reconstructie

Het klimaat in Winterswijk tijdens het Trias was heet en droog. Er lag een slibbige zee die regelmatig droog viel. Als dit gebeurde lag er onder de zon een door de krimp verscheurde klei-vlakte. Waarschijnlijk was er in de verre omgeving geen levende plant te bekennen; wel waren er dode resten, aangespoeld door de zee. Het zeewater was vrij rustig, en zal hoogstwaarschijnlijk een beetje naar H2S hebben geroken. Het water was ook erg zout. Er dreven het en der wat wieren. Er leefden wel enkele dieren als tweekleppigen, brachiopoden, wormen, kreeftachtigen en vissen in dit water, maar erg soortenrijk was dit niet. Regelmatig stierf ter plekke de hele mariene fauna uit door uitdroging, hypersaliniteit en mogelijk H2S gehalte. Af en toe kwam er wat water vanaf de Tethys zee binnenstromen die wat nieuwe dieren meebracht.

Door dit landschap trokken de sauriers die de voetsporen in de kalk hebben achtergelaten. Half lopend, half zwemmend trokken ze door deze ondiepe zee. Het slib was glad, en ze gleden regelmatig weg. Ze jaagden op vissen en andere kleine dieren, maar veel voedsel was er niet te vinden.

Tegenwoordig is de Winterswijkse steengroeve een grote attractie voor fossielenzoekers, waarvoor wordt ge-adverteerd op de website van de VVV Winterswijk. In de Triasperiode was er geen mensheid, en in ieder geval geen VVV in dit barre gebied.

Figuur 22: Logo van het Achterhoeks Bureau voor Toerisme.

27

Literatuur

Bachelor report “Walking in Winterswijk” door P Hendriks and S Walgers, 2003

De vorming van het land, HJA Berendsen, 1998

Geologie verslag door Anja Jansen en Mark Doornbos, 2003

Sauriers uit de onder-muschelkalk van Winterswijk, Henk Oosterink et al, 2003, Grondboor & hamer, jaargang 57, nummer 1a

De winterswijkse steengroeve, Willem Peletier, 2002

Websites:date accessed: 27 mei 2004:http://www.campusprogram.com/reference/en/wikipedia/t/tr/Triassic.htmlhttp://www.enchantedlearning.com/subjects/dinosaurs/mesozoic/Triassic.htmlhttp://www.scotese.com/mTriascl.htmhttp://en.wikipedia.org/wiki/Triassichttp://www.dinodata.net/Dd/Namelist/TIME/Triassic_late.htmhttp://www.wordiq.com/definition/Tethys_Oceanhttp://palaeo.gly.bris.ac.uk/Palaeofiles/Triassic/climate.htmhttp://palaeo.gly.bris.ac.uk/Palaeofiles/Permian/climate.html

date accessed: 28 mei 2004:http://www.natuurwetenschappen.be/science/actus/present/archives/carbon/

date accessed: 2 juni 2004http://www.natuurinformatie.nl/nnm.dossiers/natuurdatabase.nl/i001267.html

date accessed: 3 juni 2004http://www.ta.tudelft.nl/museum/framesets/frameset_geo_holzmaden.html

date accessed: 6 juni 2004http://www.regional-geology.nl/Lcountries/Lcountries.htm

date accessed: 17 juni 2004http://palaeo.gly.bris.ac.uk/Palaeofiles/Permian/vascular.htmlhttp://www.bbc.co.uk/education/darwin/exfiles/Triassic.htmhttp://www.bbc.co.uk/education/darwin/exfiles/climate.htmhttp://www.enchantedlearning.com/subjects/dinosaurs/plants/Triassic.shtmlhttp://www.bbc.co.uk/dinosaurs/fact_files/glossary_t_z.shtml

date accessed: 18 juni 2004http://82.161.106.104/~herman/collection/glossarium.htm

28