Geologische perioden: het Carboon

Afbeelding 2. De geologische tijdschaal met het Carboon van 354 tot 298 miljoen jaar geleden (links). Het moerasgebied in de tijd van de steenkooloerwouden. De huidige landcontouren zijn in bruin in het moerasgebied weergegeven (rechts).

Landschap en gesteenten uit het Carboon

Ons gebied lag toen ter hoogte van de evenaar en er kwam in het begin van het Carboon een subtropische tot tropische zee voor. Het vasteland lag verder naar het noorden. In die zee werd vooral kalk afgezet die later veranderde in kalksteen (afbeelding 3). Het ontstaan van die kalkafzettingen heeft te maken met allerlei organismen die in die zee voorkwamen. Deze organismen, waarvan er massa's microscopisch klein waren, gebruikten kalk die in opgeloste vorm in het zeewater voorkwam om er hun schelpen, huisjes en skeletjes mee op te bouwen. Als die organismen na hun dood vergingen, bleven hun kalkgedeelten op de zeebodem achter en ontstonden er heel dikke kalksteenpakketten. In die kalksteenpakketten vinden we nu nog veel goed herkenbare fossielen terug (afbeelding 7).

Afbeelding 3. Kalksteenrotsen uit het Carboon langs de Maas ten zuiden van Freyr (boven links) en bij Dinant (boven rechts), beide in België. Die kalksteen werd veelvuldig als bouwsteen toegepast zoals in Andenne (onder, 1e en 2e foto), Villers-le-Bouillet (onder, 3e foto) en Seilles (onder, 4e foto), alle in België.

Ons gebied en het vasteland ten noorden ervan maakten aan het begin van het Carboon deel uit van een groot continent. Vanuit het zuiden naderde langzaam een ander groot continent. In de loop van het Carboon kwamen deze continenten steeds dichter bij elkaar waardoor de bodem van de zee ertussen langzaam geplooid en omhoog gedrukt werd. Hierdoor verdween de zee en ontstond een uitgestrekt gebergte. De huidige Ardennen en Eifel zijn afgesleten overblijfselen van dat gebergte. Door die afbraak van dit gebergte ontstonden afbraakproducten. Deze werden in de steeds kleiner en ondieper wordende zee tussen de continenten afgezet. Ons gebied ging daardoor deel uitmaken van een kustvlakte, waarin door rivieren vanuit het oprijzende gebergte in het zuiden zand en slib (klei) werd aangevoerd. Dit zand en slib vormden dikke pakketten afzettingen die uiteindelijk verhardden en veranderden in zandsteen en kwartsiet (het zand) en in kleistenen, schalies en leistenen (de klei / het slib). 

Afbeelding 4. Kwartsiet uit het Carboon werd in Zuid-Limburg als bouwsteen toegepast, zoals in Cotessen (1e en 2e foto). Na de steenkoolwinning bleven getuigen daarvan zoals de schachttoren bij Beringen (3e foto).

Soms ontstonden in de kustvlakte ook al moerassen (afbeelding 2) waarin zich dunne veenlaagjes vormden. Doordat de zee in het begin het eerder prijsgegeven gebied met regelmaat weer veroverde, werden de moerassen overstroomd en hield de veenvorming uiteraard op. Tegenwoordig is het bestaan van die moerassen en het terugkeren van de zee in die gesteenten uit het Carboon mooi terug te zien. Het slib en de plantenresten van de moerassen hebben namelijk dunne, schilferige leisteenachtige laagjes achtergelaten. We noemen die laagjes brandlei (afbeelding 5). Als je een stukje van die brandlei tussen je vingers fijnwrijft, krijg je zwarte vingers. Het zwarte goedje is koolstof dat afkomstig is van de planten die in het moeras groeiden. De laagjes brandlei bevinden zich tussen de lagen zandsteen die in de steeds weer oprukkende zee zijn ontstaan.

Afbeelding 5. Links: Brandlei in de Kampgroeve bij Cottessen (Nederland), onder andere bij de pijl.  Rechts: Laag met brandlei (pijl) bij de Site Calaminaire in Plombières (België).

Nog later in het Carboon ging onze omgeving deel uitmaken van een reusachtige laagvlakte, die ontstond tussen het oprijzende gebergte in het zuiden en het vasteland in het noorden. Deze vlakte strekte zich uit van het huidige Ierland tot voorbij Polen. In deze laagvlakte vormden zich uitgestrekte veenoerwouden. Door het dode plantenmateriaal van deze oerwouden werden dikke veenpakketten gevormd. Het kwam regelmatig voor dat de zee in dit laagland oprukte en het veengebied overspoelde. Dat leverde dan weer zeeafzettingen op. Daarnaast voerden rivieren steeds afbraakmateriaal uit het gebergte aan. In perioden waarin de zee verdween, kregen de veenoerwouden opnieuw de kans om het gebied in te nemen. Door de cyclische herhaling van dit proces ontstond een afwisseling van veenlagen met zand- en kleilagen. Doordat de laagvlakte langzaam in de diepte wegzakte, kwam er steeds plaats vrij voor nieuwe afzettingen. Zo ontstond uit veen, zand en klei een pakket van steenkoollagen die werden afgewisseld met vooral lagen zandsteen en schalie (afbeelding 6). Dit pakket steenkool, zandsteen en schalie is maar liefst drie kilometer dik.

Afbeelding 6. Steenkool (de zwarte lagen) in het Ruhrgebied (links) en in het Wurmtal (rechts) in Duitsland.

Planten en dieren in het Carboon

In het begin van het Carboon bestond onze omgeving uit een tropische tot subtropische zee, waarin koraalriffen voorkwamen, die door allerlei diersoorten werden bewoond: solitaire en kolonievormende koralen, zeelelies, stromatoporen en grote aantallen brachiopoden (afbeelding 7). Tot de andere dieren in deze zee behoorden tweekleppige schelpdieren, trilobieten, zee-egels, inktvissen, vissen en massa's micro-organismen in allerlei soorten. Deze laatsten speelden met hun kalkskeletjes een belangrijke rol bij het ontstaan van de kalkafzettingen en dus de kalkgesteenten die we thans terugvinden.

Afbeelding 7. Fossielen in bouwsteen uit het Carboon, zoals we die in Deventer aan kunnen treffen. Koralen (boven 1e en 3e foto en onder 2e foto), brachiopoden (boven 2e en onder 3e foto) en stengeldelen van zeelelies (onder 1e foto).

Toen ons gebied later deel ging uitmaken van een kustvlakte, veranderde er het een en ander. Waar rivieren in deze kustvlakte bij zee uitkwamen, was het goed toeven voor bijvoorbeeld zoetwatermosselen. In de zee zelf kwamen de al eerder genoemde soorten uit het begin van het Carboon voor. Daarbij begonnen de vissen, waaronder haaiachtigen, meer op de voorgrond te treden.

Afbeelding 8. Links: Holruimte van een voormalige boomstam in een groeve op de Kaisberg bij Hagen-Vorhalle in Duitsland. De inzet geeft een idee van de grootte van deze fossiele boomstam. Rechts: fossiel hout (het zichtbare deel is ongeveer 30 cm lang) in de Geologischer Garten in Bochum in Duitsland.

In de laagvlakte die later in het Carboon ontstond, vormden zich uitgestrekte veenoerwouden die rijk waren aan allerlei soorten planten en dieren (afbeelding 9, 10 en 11). Ze maakten regelmatig plaats voor de steeds oprukkende zee. De bomen in deze oerwouden konden hoogten tot veertig meter bereiken en hun stammen hadden doorsneden tot anderhalve meter (afbeelding 8). Ze behoorden tot heel andere soorten dan we tegenwoordig gewend zijn. Bloemdragende planten bestonden nog niet. Bekend uit deze oerwouden zijn wolfsklauwen waaronder boomvormende soorten van zo'n dertig meter hoogte en paardenstaarten en zaadvarens, beide soorten die eveneens voorkwamen als hoge bomen. Naast zaadvarens kwamen boomvormende echte varens voor. Zaadvarens zijn naaktzadige planten met bladeren die op de bladeren van varens lijken. In tegenstelling tot echte varens zijn het geen sporenplanten. Tenslotte moet hier nog Cordaites genoemd worden, alweer een boom uit de veenoerwouden. Cordaites is een verwant van de coniferen uit onze huidige tijd.

Afbeelding 9. Resten van planten uit het Carboon

Afbeelding 10. Plantenfossielen uit het Carboon, zoals die te zien zijn in het Museum Wasserschloss Werdringen, Werdringen 1, D-58089 Hagen in Duitsland. Links: schorsafdruk van de schubboom Lepidodendron obovatum. Midden: schorsadruk van de zegelboom Sigillaria elegans. Rechts: bladafdruk van een zaadvaren.

Net zoals de plantenwereld was de dierenwereld uit dit gevorderde Carboon niet te vergelijken met wat we nu kennen. Insecten hadden inmiddels de wereld veroverd. Opvallend waren de vaak zeer grote soorten, bijvoorbeeld libellen met een vleugelspanwijdte van meer dan een halve meter. Voorlopers van spinnen, schorpioenen en duizendpoten kwamen in allerlei soorten voor. Die duizendpoten konden een lengte van twee meter halen. Geleedpotigen zoals duizendpoten en insecten konden destijds zo groot worden doordat de atmosfeer toen zo'n 35% zuurstof bevatte. Tegenwoordig bedraagt het zuurstofgehalte zo'n 21%. In de oerwouden kropen allerlei soorten amfibieën en reptielen rond waaronder exemplaren van enkele meters grootte. 

Afbeelding 11. Insecten uit het Carboon, zoals die te zien zijn in het Museum Wasserschloss Werdringen, Werdringen 1, D-58089 Hagen in Duitsland. Links: Kemperala hagenensis; rechts: Lithomantis varius.

Excursiepunten Carboon

De onderstaande musea en locaties bieden mogelijkheden om wat meer over het Carboon in Zuid-Limburg en aangrenzende Belgische en Duitse omgeving te weten te komen. Kijk met een zoekmachine op internet om er meer informatie over te vinden. Deze lijst is een momentopname; in de loop der tijd kunnen musea hun tentoonstellingen aanpassen en locaties kunnen voor het publiek afgesloten worden.