Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (11): Fossiele riffen

Inleiding

Tijdens het Paleozoïcum zagen riffen er anders uit dan tegenwoordig. Soorten die destijds het raamwerk van riffen vormden (zoals Rugosa, Tabulata en Stromatoporoidea) zijn nu (bijna) uitgestorven, terwijl soorten die tegenwoordig riffen vormen (zoals Scleractina) nog niet bestonden. Uit het Devoon zijn veel rifachtige structuren (mud mounds) met een losse structuur bekend. Volgens creationisten zijn deze structuren tijdens de zondvloed gevormd. Ze moeten dan getransporteerd zijn vanaf hun oorspronkelijke groeilocatie. Nu is het lastig om een dergelijk scenario volledig uit te sluiten, maar het is niet altijd even waarschijnlijk. Een van de fossiele riffen waarbij dat minder waarschijnlijk is, is het Aferdou el Mrakib-rif, dat ik in het vervolg af zal korten als AEMR.

Blogserie 12
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Koraalrif#/media/Bestand:Blue_Linckia_Starfish.JPG

Structuur

Door erosie zijn de gesteenten bovenop het rif verdwenen, terwijl het rif zelf voor een groot deel bewaard is gebleven (Jakubowicz et al. 2019). De structuur van het rif is daardoor goed te zien: deze vormt een heuvel die oorspronkelijk 250 meter hoog en 1700 tot 1800 meter in diameter moet zijn geweest (Kaufmann 1998a). Onder het rif bevinden zich kalksteenlagen met eerste grote hoeveelheden crinoïden en vervolgens grote hoeveelheden trilobieten (Jakubowicz et al. 2019). Deze laatste laag is knobbelig, wat betekent dat er bioturbatie heeft plaatsgevonden. De grote hoeveelheid fossielen wijst erop dat het gebied zich in een voedselrijke omgeving bevond, waarschijnlijk in ondiep water. Een ideale locatie om een rif te laten groeien.

Rifonderdelen

In het AEMR zijn twee verschillende faciës te herkennen: de reef core en de fore reef. De reef core is voor een groot deel gedolomitiseerd, waardoor de oorspronkelijke structuren niet meer herkenbaar zijn. Op sommige plaatsen is echter goed te zien hoe de reef core bestaat uit dik opeengepakte fossielen, soms zonder sediment ertussen (Jakubowicz et al. 2019). Enkele van deze fossielen bevinden zich nog in de positie waarin ze groeiden (Wendt 1993). Op sommige plaatsen groeiden kolonies brachiopoden zo dicht op elkaar dat ze elkaars schelpen beschadigden (Tessitore et al. 2013) en ook in koralen waren in competitie om de ruimte en groeiden soms op elkaar (Król et al. 2018). Dit was dus zeker geen rif dat bestond uit losse fossielen in een zachte matrix. Grote delen van het AEMR bestonden uit dikke pakketten van organismen die als een kolonie groeiden.

In tegenstelling tot de reef core bestaat de fore reef van het AEMR uit brokstukken die tegen de helling gedrapeerd liggen (Kaufmann 1998b). Koralen zijn in deze gesteenten gefragmenteerd en worden samen met andere fossielen gevonden in een matrix van micriet, waarin soms ook turbidietstructuren te herkennen zijn (Jakubowicz et al. 2019). Deze fore-reefsedimenten worden bedekt door off-reef­sedimenten, die uit schalie en mergel bestaan (Król et al. 2018).

Het probleem

Er zijn twee problemen die het AEMR voor de zondvloedgeologie opwerpt. Het moge duidelijk zijn dat een dergelijk rif niet tijdens de zondvloed kan groeien, dus het moet getransporteerd zijn vanaf de locatie waar het rif voor de zondvloed groeide. Een massief rif als het AEMR kan echter lastig verplaatst worden. Je zou verwachten dat het in brokstukken uit elkaar valt, waarbij de organismen in het rif door het transport fragmenteren en als een horizontale kalklaag worden afgezet. Dit is echter niet het geval. Het AEMR heeft nog altijd de structuur van een rif (een koepelvormige heuvel) en de reef core is intact (hoewel gedolomitiseerd). Het tweede probleem is dat de reef core omgeven wordt door een typische fore reef die op de reef core gedrapeerd ligt, met daarbovenop de off-reef. Ook dat zou je niet verwachten als het rif getransporteerd is. Creationisten moeten dus naar een alternatieve verklaring zoeken die deze waarnemingen kan verklaren.

Referenties

Jakubowicz, M., Król, J., Zapalski, M. K., Wrzołek, T., Wolniewicz, P., & Berkowski, B. (2019). At the southern limits of the Devonian reef zone: Palaeoecology of the Aferdou el Mrakib reef (Givetian, eastern Anti‐Atlas, Morocco). Geological Journal, 54(1), 10-38.

Kaufmann, B. (1998a). Middle Devonian reef and mud mounds on a carbonate ramp: Mader Basin (eastern Anti-Atlas, Morocco). Geological Society, London, Special Publications, 149(1), 417-435.

Kaufmann, B. (1998b). Facies, stratigraphy and diagenesis of Middle Devonian reef-and mud-mounds in the Mader (eastern Anti-Atlas, Morocco). Acta Geologica Polonica, 48(1), 43-106.

Król, J. J., Jakubowicz, M., Zapalski, M. K., & Berkowski, B. (2018). Massive tabulates in competition for space: A case study from Aferdou el Mrakib (Middle Devonian, Anti-Atlas, Morocco). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 497, 105-116.

Tessitore, L., Schemm-Gregory, M., Korn, D., Wild, F. R., Naglik, C., & Klug, C. (2013). Taphonomy and palaeoecology of the green Devonian gypidulid brachiopods from the Aferdou El Mrakib, eastern Anti-Atlas, Morocco. Swiss Journal of Palaeontology, 132(1), 23-44.

Wendt, J. (1993). Steep-sided carbonate mud mounds in the Middle Devonian of the eastern Anti-Atlas, Morocco. Geological Magazine, 130(1), 69-83.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (10): De Rhynie Chert

Inleiding

De Rhynie Chert is misschien wel het mooiste voorbeeld van een afzetting die niet tijdens de zondvloed gevormd kan zijn. Net als de Yu’anshan Member is de Rhynie Chert een Lagerstätte: een afzetting waar fossielen uitzonderlijk goed in bewaard zijn gebleven. In dit geval zijn zelfs de driedimensionale structuur en de microscopische structuren van veel fossielen zichtbaar. Het recept tegen de zondvloedgeologie is vergelijkbaar met eerdere gevallen: de fossielen in de afzetting zijn in situ, maar kunnen niet tijdens de zondvloed gevormd zijn.

Sedimentologie

Chert is een gesteente dat bestaat uit silica. In het geval van de Rhynie Chert heeft het een vulkanische oorsprong, wat te maken heeft met de opening van het bekken tijdens de Caledonische Orogenese (Garwood et al. 2020). Het gaat om meer dan vijftig chertlagen die worden afgewisseld met lagen schalie, zandsteen en tuf. De dunne chertlagen zijn onregelmatig, soms gaat het slechts om kleine ‘poeltjes’ waarin de chert neersloeg uit water dat verzadigd was met silica. Al deze feiten wijzen erop dat de chert in situ is gevormd. Als de chert in een verzadigde watermassa over grote afstand was verplaatst, zou je een dikke laag (of desnoods een aantal lagen) verwachten die over grote oppervlaktes zijn uitgespreid. Ook de geologische setting pleit voor in situ afzetting. Door de extensie van het bekken vond vulkanische plaats – waar de aanwijzingen ook duidelijk voor zijn – en de breuken fungeerden als kanalen waarlangs de silicarijke vloeistoffen omhoog konden rijzen (Rice et al. 2002).

Tafonomie

Er zijn ook tafonomische argumenten die laten zien dat de fossielen in situ zijn gevormd. Powell et al. (2000) onderzochten bijvoorbeeld de fossiele planten in de Rhynie Chert. Sommige planten zijn nauwelijks verrot, terwijl andere planten in een verdere staat van verval zijn. Dit wijst erop dat er geen sortering heeft plaatsgevonden. Sommige planten staan in hun groeipositie in de chert en vertonen geen enkel spoor van verrotting; geopetaalstructuren bevestigen dat dit inderdaad hun groeipositie was. Ook de sporen van planten zijn aanwezig in de chert, wat ook sortering uitsluit (Wellman 2018). Daarnaast sluiten ook de uitwerpselen van dieren in de chert een transport over grote afstand uit (Habgood et al. 2003).

Blogserie 11
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Rhynie_Chert#/media/Bestand:Rhynie_Chert_polished.jpg

Paleontologie en datering

Zowel de planten (Garwood et al. 2020) als de dieren (Dunlop & Garwood 2017) van de Rhynie Chert zijn duidelijk terrestrisch. Overigens wijzen ook mudcracks op het feit dat de chert is gevormd in een terrestrische omgeving (Powell et al. 2000). De gevonden planten, dieren en eencelligen lijken gezien hun verschillende biologische functies en aanwijzingen vanuit coprolieten en dergelijke een behoorlijk volledig ecosysteem te vormen (Habgood et al. 2003).

Datering aan de hand van sporen en met behulp van radio-isotopendatering plaatst de Rhynie Chert in het Beneden-Devoon (Garwood et al. 2020). De planten en dieren zijn dan ook typisch voor het Devoon. De planten bezitten geen bladeren of hout. Ook zijn er geen insecten aanwezig, behalve een fossiel waarvan taxonomie onzeker is (Garwood et al. 2020).

Het probleem

De Rhynie Chert past niet binnen de zondvloed. Het gaat om een in situ terrestrisch systeem, dus de locatie van de Rhynie Chert was tijdens het Vroeg-Devoon niet bedekt met water. Net als in het vorige deel kunnen we ons dan afvragen of de Rhynie Chert gevormd is op een moment dat de maximale waterhoogte nog bereikt moest worden of juist al bereikt was. Ook die scenario’s zijn onwaarschijnlijk. Ten eerste rijst de vraag waarom de planten en dieren conform de radio-isotopendatering een typisch Devonisch ecosysteem vormen. Waar zijn de bloeiende planten, de planten met bladeren, de houtige planten? Waar zijn de insecten en amfibieën? Ten tweede is de vorming van het bekken verbonden aan de Caledonische Orogenese, dus het gaat niet om een ecosysteem van voor de zondvloed. Ten derde is het ecosysteem zo compleet (inclusief producenten, predatoren en reducenten) dat het onwaarschijnlijk is dat dit een bijeengeraapte groep organismen is die het eerste zondvloedgeweld heeft overleefd. Ook het feit dat het om terrestrische organismen gaat, maakt dit onwaarschijnlijk. De planten zouden dan door het zeewater getransporteerd moeten zijn om vervolgens weer te wortelen en ook hooiwagens en mijten zouden dat overleefd moeten hebben. Dit is erg onwaarschijnlijk. De Rhynie Chert laat daarom zien dat er tijdens het Vroeg-Devoon geen zondvloed was.

Referenties

Dunlop, J. A., & Garwood, R. J. (2018). Terrestrial invertebrates in the Rhynie chert ecosystem. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 373(1739), 20160493.

Garwood, R. J., Oliver, H., & Spencer, A. R. (2020). An introduction to the Rhynie chert. Geological Magazine, 157(1), 47-64.

Habgood, K. S., Hass, H., & Kerp, H. (2003). Evidence for an early terrestrial food web: coprolites from the Early Devonian Rhynie chert. Earth and Environmental Science Transactions of The Royal Society of Edinburgh, 94(4), 371-389.

Powell, C. L., Trewin, N. H., & Edwards, D. (2000). Palaeoecology and plant succession in a borehole through the Rhynie cherts, Lower Old Red Sandstone, Scotland. Geological Society, London, Special Publications, 180(1), 439-457.

Rice, C. M., Trewin, N. H., & Anderson, L. I. (2002). Geological setting of the Early Devonian Rhynie cherts, Aberdeenshire, Scotland: an early terrestrial hot spring system. Journal of the Geological Society, 159(2), 203-214.

Wellman, C. H. (2018). Palaeoecology and palaeophytogeography of the Rhynie chert plants: further evidence from integrated analysis of in situ and dispersed spores. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 373(1739), 20160491.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (9): Voetsporen op het land

Inleiding

Tijdens het Siluur en het Devoon verschijnen de eerste landdieren op het toneel. Door creationisten zoals Ariel Roth wordt deze periode dan ook als volgt gezien:

Vele op het land levende organismen verschijnen ongeveer op hetzelfde niveau in de geologische kolom. (…) Het voor de eerste keer verschijnen van zoveel verschillende, op het land levende groepen is erg ongewoon vanuit een evolutionistisch standpunt. Het past beter bij de veronderstelling dat het stijgende water van de zondvloed de laagst gelegen delen van het droge land heeft vernietigd en de daar levende organismen als fossielen heeft behouden. (Roth 2003, 180).

De vraag die bij mij oprijst, is wat de gesteenten onder de Silurische en Devonische gesteenten met terrestrische fossielen dan precies representeren. Laten die niet zien dat het zondvloedwater al op de plek aanwezig was waar de fossielen nu te vinden zijn? In dat geval moeten de fossielen de eerste overstroming hebben overleefd of ze zijn vanaf een andere locatie getransporteerd. In dit deel van de serie zoomen we in op één locatie van het Boven-Siluur om dergelijke hypotheses te onderzoeken. De publicatie waar ik gebruik van maak is die van Fillmore et al. (2020).

Rivieren

De Boven-Silurische Bloomberg Formatie bestaat uit riviersedimenten. Dat is natuurlijk een interpretatie, maar in dit geval is het een interpretatie die op veel feiten is gebaseerd. De formatie bestaat namelijk uit een afwisseling van zandsteen- en siltsteenlagen. De zandsteen bevindt zich in geulen en vertoont verschillende types cross-bedding; dit wijst erop dat het gaat om afzettingen in riviergeulen. De siltstone en mudstone vertonen dergelijke structuren niet. Wel bevatten deze lagen wortelstructuren, sporen van bodemvorming en op één niveau ook mudcracks. Daarom kunnen ze het beste geïnterpreteerd worden als riviervlakteafzettingen. De structuren in het zandsteen en siltsteen wijzen erop dat het om vlechtende rivieren ging.

Loopsporen en graafgangen

De formatie bevat ook diverse loopsporen en graafgangen. Deze ichnofossielen waren ook al eerder bekend uit andere continentale milieus. De sporen zijn waarschijnlijk gevormd door kreeftjes, duizendpotigen en wormen. Deze dieren liepen en groeven dus in een terrestrisch milieu en hun sporen zijn daar uiteindelijk ook bewaard gebleven. Zelf zijn de dieren echter niet gefossiliseerd.

Blogserie 10
Graafgang uit mijn persoonlijke collectie.

Het probleem

De gesteenten van de Bloomberg Formatie zijn in een terrestrisch milieu gevormd, zo ook de sporenfossielen. Ten tijde van de vorming van de Bloomberg Formatie stond dus niet heel de aarde onder water. De vraag is nu: wanneer wel? Stel dat het moment dat heel de wereld onder water stond na het Siluur plaatsvond. De Bloomberg Formatie is dan gevormd toen het zondvloedwater steeg. Dat vormt enkele problemen. Ten eerste was er op het Amerikaanse continent in het Laat-Siluur een regressie, dus tijdens het Ordovicium en Vroeg-Siluur stond het water hoger dan tijdens de vorming van de Bloomberg Formatie. Dat blijkt ook uit de stratigrafie onder de Bloomberg Formatie, waar alleen maar mariene gesteenten te vinden zijn. In ieder geval regionaal kwam het gebied dus juist droog te liggen na overstroomd te zijn geweest. De terrestrische organismen van de Bloomberg Formatie moeten dus een overstroming overleefd hebben, vergelijkbaar met de dinosauriërs in een illustratie in Weet Magazine (Jorritsma 2013). Die illustratie laat echter juist zien hoe onwaarschijnlijk zo’n scenario is. Bovendien kwamen de organismen ook nog eens terecht in een fluviatiel milieu, waar zij op meerdere niveaus hun sporen achterlieten. Creationisten moeten dus een verklaring zoeken voor hoe de organismen die de sporen hebben gevormd de zondvloed overleefden en hoe de gesteenten waarin deze sporen zich bevinden, zijn ontstaan. Vooralsnog lijkt mij dit vrijwel onmogelijk te verklaren binnen een zondvloedcontext.

Referenties

Fillmore, D. L., Simpson, E. L., Lucas, S. G., Szajna, M. J., Ireland, S., & Bouknight, A. J. (2020). Continental ichnofossil assemblage from the upper Silurian of Laurentia: The Bloomsburg Formation of eastern Pennsylvania. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 109693.

Jorritsma, R. (2013, juni). Dino’s in de nesten. Weet Magazine, pp. 28-30.

Roth, A. (2003). Oorsprong: Wetenschap en Bijbel verenigd. Heerenveen: Groen.

De race naar Australië: Waarom fossiele buideldieren een probleem blijven vormen voor het creationisme

Inleiding

Afgelopen voorjaar verscheen er op de website van het Logos Instituut een artikel dat eerder in Weet Magazine verscheen. Dat artikel ging over de vraag waarom er geen fossiele kangoeroes in het Midden-Oosten gevonden zijn. Hierop werd gereageerd door een door het Logos Instituut niet nader genoemde scepticus (ik weet wie het is), die stelde dat er op allerlei plekken buideldieren gevonden zijn, behalve in het Midden-Oosten (zie hier voor een citaat van deze reactie). Jan van Meerten reageerde daarop met de stelling dat er wel degelijk fossiele buideldieren bekend zijn uit het Midden-Oosten. Dat was voor mij de aanleiding om een reactie te schrijven. In deze reactie probeerde ik aan te tonen dat Jan van Meerten niet hard heeft kunnen maken dat er fossiele buideldieren in het Midden-Oosten gevonden zijn. Ook betoogde ik dat de vondsten het probleem voor creationisten niet oplossen, maar hooguit erger maken.

Afgelopen vrijdag verscheen er een reactie van Jan van Meerten op mijn blog, waarin hij ingaat op mijn stellingen. Daarbij stelt hij twee hypotheses op over hoe de buideldieren na de zondvloed in Australië terechtgekomen kunnen zijn. In deze blogpost zal ik een uitgebreide reactie geven op het artikel van Van Meerten.

1024px-Opossum_2
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Opossums#/media/Bestand:Opossum_2.jpg

Fossiele Metatheria in het Midden-Oosten

Jan van Meerten gaat in op de vier vondsten die hij in zijn oorspronkelijke artikel had genoemd. Ik had laten zien dat voor drie van de vier vondsten geldt dat ze doorgaans buiten de buideldieren (Marsupialia) worden geplaatst en dat de vierde vondst dubieus is. In zijn reactie erkent Van Meerten dit. Wel schrijft hij dat ik op de twee belangrijkste vondsten (beide Anatoliadelphyidae) nauwelijks inga. Mij is niet helemaal duidelijk hoe ik kon weten dat dit de twee belangrijkste vondsten waren. Hoe dan ook, ik schreef hierover:

Voor de eerste twee locaties geldt dat beide families tot de Marsupialiformes behoren, maar dat beide families meestal niet tot de Marsupialia gerekend worden, zie daarvoor deze studieIncertae sedis in Table 1 houdt in dat hun positie binnen de Marsupialiformes betwist of niet bekend is. Voor beide families geldt dat ze in sommige studies binnen de Marsupialia geplaatst worden (zie deze studie voor de Herpetotheriidae), maar doorgaans is dat niet het geval. Vandaar ook dat de studie waar Van Meerten naar verwijst spreekt over stem marsupials; dat wil zeggen: fossiele niet-buideldieren die nauwer verwant zijn aan buideldieren dan aan alle andere levende soorten. Vandaar ook dat de Wikipediapagina’s waar Van Meerten naar verwijst, spreken over een buideldierachtige, niet over een buideldier.

Van Meerten reageert hierop met de volgende woorden:

Hij gaat echter niet in op vervolgstudies rond deze soorten, die zowel de Orhaniyeia als de Anatoliadelphys scharen onder de buideldieren (Marsupialia) en lijkt vooral gefocust te zijn op de Herpetotheriidae.

Hierna citeert hij een studie die ik ook citeerde in mijn blogpost (Eldridge et al. 2019) en noemt hij ook twee studies die daarin genoemd worden (Carneiro 2018 en Métais et al. 2018). Deze artikelen had ik voorafgaand aan mijn vorige artikel gelezen en verwerkt in de gekozen bewoording. Carneiro plaatst de Anatoliadelphyidae inderdaad binnen de Marsupialia, wat overeenkomt met mijn stelling dat voor beide families (dus niet alleen de Herpetotheriidae) geldt dat sommige studies ze binnen de Marsupialia plaatsen. Maar in tegenstelling tot wat Van Meerten beweert, plaatsen Métais et al. de Anatoliadelphyidae helemaal niet binnen de Marsupialia. Zij schrijven:

Our phylogenetic analyses reconstruct Orhaniyeia and Anatoliadelphys as sister taxa that are closely related to South American and Australian bunodont polydolopimorphian metatherians such as Palangania, Chulpasia and Thylacotinga.

Welnu, de orde Polydolopimorphia valt in de meeste studies buiten de Marsupialia (hoewel dat in sommige studies niet het geval is). We hebben dus twee studies die de Anatoliadelphyidae buiten de buideldieren plaatsen (waaronder de oorspronkelijke studie die het meest op deze familie gericht was) en één die ze erbinnen plaatst. Vandaar ook dat de studie van Eldridge et al. de Anatoliadelphyidae onder het kopje ‘Marsupialiformes incertae sedis‘ plaatsen, zoals ik ook vermeld heb.

Volgens Jan van Meerten klopt het niet dat ik schreef dat er geen andere locaties in het Midden-Oosten gevonden zijn met fossiele Metatheria. Daar heeft hij gelijk in, want er is één tand gevonden in Oman die waarschijnlijk van een Metatherium is. De andere twee locaties die Van Meerten noemt om mijn stelling te weerleggen blijken precies dezelfde locaties te zijn als die eerder besproken zijn (Anatolië en Fayum).

De juiste route

In mijn vorige blogpost betoogde ik dat de vondsten van Metatheria in het Midden-Oosten geen problemen oplossen voor creationisten. Ik tekende daarbij een pijl vanaf de mogelijke locatie van de Ararat richting Australië en liet zien dat de Metatheria niet op deze lijn liggen, maar juist in heel andere richtingen. Volgens Van Meerten is dit onterecht, vanwege het feit dat we de precieze locatie van de Ararat niet weten, ik geen rekening heb gehouden met plaattektoniek en de precieze verspreidingsroute van de buideldieren niet de lijn hoeft te zijn geweest die ik had getekend. Daarmee neemt Van Meerten mijn schets wel erg letterlijk. Mijn punt was dat het probleem voor creationisten niet opgelost wordt door een paar verspreide locaties over het Midden-Oosten (een enigszins arbitrair gedefinieerd, groot gebied), maar door het tonen van een route vanaf de locatie van de ark naar Australië met op en rond deze route met enige regelmaat de nodige buideldierfossielen. Net als Jan van Meerten in zijn eerste bericht heb ik daarbij geen rekening gehouden met plaattektoniek, omdat dat de zaak nog een stuk moeilijker zou maken. In het Paleogeen werden Egypte en Turkije (de twee locaties met fossielen) gescheiden door de Tethysoceaan en stond de meest aannemelijke locatie van de Ararat nog onder water. Dat betekent dat creationisten die de zondvloedgrens lager willen plaatsen een totaal andere locatie moeten aanwijzen. Daarmee doen zij in feite precies wat zij bijvoorbeeld theïstisch evolutionisten verwijten: het herinterpreteren van de Bijbel om het beter bij hun natuurwetenschappelijke hypotheses te laten passen. Bovendien, zelfs al zouden we de locatie van de ark postuleren op de plek waar de eerste buideldieren verschijnen, dan zou het een kleine moeite zijn om te laten zien dat de paleobiogeografische verspreiding van een andere groep zoogdieren die locatie juist weer tegenspreekt.

Jan van Meerten stelt zelf twee mogelijke verspreidingsroutes voor. De eerste is gebaseerd op een kaart van de Paleobiology Database met daarop alle vindplaatsen van fossiele Marsupialia (hoewel ook de hierboven besproken families, zoals Herpetotheriidae, worden meegenomen). Deze vindplaatsen bevinden zich vooral in Europa en Amerika en suggereren een route via Europa, Noord- en Zuid-Amerika en vervolgens via Antarctica naar Australië. Van Meerten geeft aan dat de paleontologische gegevens deze route beter ondersteunen dan de tweede, die vanaf het Midden-Oosten door Azië richting Australië gaat. Zoals Van Meerten zelf ook aangeeft, gaat het op het kaartje van de Paleobiology Database om de verspreiding van Marsupialia en niet om de verspreiding van de Australidelphia, de buideldieren die in Australië voorkomen. Daarbij zijn per ongeluk ook de nodige Metatheria meegenomen die tegenwoordig niet meer binnen de Marsupialia geplaatst worden. Als we daar op letten, wordt de door Jan van Meerten voorgestelde verspreidingsroute een stuk minder waarschijnlijk.

Buideldieren in Europa en Azië

Om nog een keer terug te komen op het artikel van Eldridge et al.: daar wordt een interessante opmerking gemaakt die (‘vreemd genoeg’) niet door Jan van Meerten wordt genoemd:

Several recent phylogenetic analyses indicate that herpetotheriids, peradectids, and other fossil Laurasian Cenozoic metatherians are not members of Marsupialia, or at least cannot be confidently placed within the crown-clade. If so, then the origin and early diversification of Marsupialia probably occurred in Gondwana. However, other phylogenetic analyses suggest that the earliest divergences within Marsupialia may have occurred in North America.

Eldridge et al. suggereren dus dat geen van de vondsten in Europa en Azië binnen de Marsupialia vallen. Dat blijkt ook uit een nadere inspectie van de stipjes in de Paleobiology Database; ook deze blijken wat Europa en Azië betreft niet om Marsupialia te gaan (op een paar twijfelgevallen na). Ook in de door Van Meerten aangehaalde studie van Ladevèze et al., waarin betoogd wordt dat Herpetotheriidae geen Marsupialia zijn, wordt deze conclusie getrokken:

The phylogenetic placement of Herpetotherium implies a palaeobiogeographic scenario of a North American ancestral stock of stem marsupials that gave rise to the radiation of Marsupialia in South America, most probably during the early Palaeocene.

De nieuwste fylogenetische analyses lijken dus tot de conclusie te komen dat Marsupialia uitsluitend te vinden zijn in Gondwana en eventueel Noord-Amerika. Dat maakt het scenario van Van Meerten aanzienlijk ingewikkelder, omdat zijn voorgestelde route niet meer ondersteund wordt door vondsten in Europa en Noord-Amerika. En in tegenstelling tot het Midden-Oosten zijn dit geen gebieden waar weinig fossielen gevonden worden. Hier in Europa zou de kans groot moeten zijn om fossiele kangoeroes en koala’s te vinden. Dit is echter niet het geval. Fossiele Australidelphia worden alleen in Amerika en Australië gevonden, net als fossiele Paucituberculata.

Australidelphia
Verspreiding van fossielen van Australidelphia volgens https://paleobiodb.org/navigator/

De race naar Australië

Nu blijkt dat de vondsten van Marsupialia in Europa, Azië en Afrika betwist zijn, blijven de vondsten in Amerika, Antarctica en Australië over. De datering en taxonomie van deze soorten suggereren samen met de genetica een evolutionaire route van Noord-Amerika naar Australië, vergelijkbaar met een deel van de eerste route van Jan van Meerten. Van Meerten schrijft over de timing van deze route:

Wanneer we voor route 1 kiezen dan moet de verspreiding van de buideldieren in het geval van het K/Pg-zondvloedmodel in het Paleoceen en het Eoceen hebben plaatsgevonden, of in het geval van het rekolonisatiemodel in het Perm tot en met het Eoceen.

Een probleem met het rekolonisatiemodel is dat er geen fossiele buideldieren gevonden zijn in het Perm, Trias of Jura. (Het oudste Metatherium komt uit het Krijt.) De buideldieren uit die tijd zouden dan geen van alle gefossiliseerd zijn, terwijl hun nakomelingen in het Krijt en Paleogeen wel teruggevonden worden. Laten we er even vanuit gaan dat dit inderdaad het geval is geweest, dan moet daar een verklaring voor geformuleerd voor zien te worden. Een redelijke verklaring zou zijn dat de buideldieren tijdens het Mesozoïcum bestonden uit een kleine populatie op één locatie. Pas tegen het einde van het Mesozoïcum zou de migratie naar Australië begonnen zijn volgens de door Jan van Meerten voorgestelde route. Dat past veel beter bij de datering en verspreiding van de buideldierfossielen. Een verspreiding vanaf het Perm daar helemaal niet goed bij. Dat maakt dat het rekolonisatiemodel en het K/Pg-zondvloedmodel in grote lijnen gebonden zijn aan hetzelfde scenario, waarbij het rekolonisatiemodel een voordeel heeft dat de verspreiding al in het Krijt kan beginnen. Die extra tijd is belangrijk, want de eerste buideldierfossielen in Zuid-Amerika komen al voor in het Paleoceen.

Nu is er een groot probleem met deze verspreiding. Creationisten gaan er doorgaans van uit dat de gesteenten in het Cenozoïcum (en het Mesozoïcum voor het rekolonisatiemodel) in een paar honderd jaar zijn gevormd. Creationisten die hiaten in de geslachtsregisters accepteren, rekken dat soms uit tot een paar duizend jaar. Iedere geologische periode zou dan hooguit een paar eeuwen geduurd hebben. Creationisten hebben alleen het Paleoceen en eventueel het Krijt om de buideldieren van een locatie in het Midden-Oosten naar Australië te laten migreren volgens de route die door de fossielen gesuggereerd wordt: via Europa, Noord-Amerika, Zuid-Amerika en Antarctica. Als de buideldieren de kortste weg genomen zouden hebben, waren ze minstens 25.000 kilometer onderweg. Maar Van Meerten lijkt het nemen van de kortste route te ontkennen:

Verder is een verspreiding van diersoorten nooit lineair, maar vormt het eerder een olievlekkenpatroon.

25.000 kilometer is dus een absoluut minimum. Hoe snel kunnen buideldieren deze afstand afleggen? Sommige zoogdieren, zoals olifanten, kunnen jaarlijks tientallen kilometers afleggen, maar dat doen ze met een reden. Zo ontvluchten olifanten de droogte. Een tweede aspect van snelle migratie is dat het gaat om migratie binnen een leefgebied. Je ziet olifanten – die op de savanne leven – geen oerwouden doorkruisen. Leefgebieden kunnen zo een barrière vormen voor soorten, wat vooral bij bergketens goed te zien is. Een derde aspect van migratie is dat het alles te maken heeft met de draagkracht van een ecosysteem. Pas als een leefgebied het aantal dieren van een soort niet meer ondersteunt, zullen sommige van deze dieren naar een ander ecosysteem trekken.

Laten we deze drie aspecten van migratie toepassen op de verspreiding van buideldieren na de zondvloed. Aangenomen dat buideldieren onreine dieren zijn, was er van elke baramin één paar op de ark. Alle buideldieren van na de zondvloed stammen van een van deze paartjes af. Dat betekent dat na de zondvloed de populatie buideldieren zeer klein was. Bovendien gaan creationisten ervan uit dat veel soorten na de zondvloed het vermogen hadden om zich razendsnel aan te passen. Het wordt heel lastig om in die situatie de draagkracht van een ecosysteem snel te overschrijden. Bovendien bestond de wereldwijde populatie van zoogdieren en reptielen uit slechts een paar honderd exemplaren, dus een korte migratie moet nieuwe gebieden hebben opgeleverd die nog vrij waren. (Tussen haakjes: een droge, dorre wereld na de zondvloed is voor het Krijt en Paleogeen niet meer mogelijk; er worden genoeg sporen van planten gevonden.)

Ook geografisch moet de route naar Australië moeilijkheden hebben bezorgd. De connecties tussen Europa en Noord-Amerika, tussen Noord- en Zuid-Amerika, tussen Zuid-Amerika en Antarctica en tussen Antarctica en Australië waren slechts smal en ook niet altijd beschikbaar. Het grootste deel van de tijd gaat het om smalle zeestraten die deze continenten bleven scheiden. Dit zal de migratie van buideldieren aanzienlijk gehinderd hebben. Ook is het onaannemelijk dat zich van het Midden-Oosten tot Australië hetzelfde ecosysteem uitstrekte waarin de buideldieren zich thuisvoelden.

Bovendien: welk ecosysteem moet dat geweest zijn? Momenteel leven de paar honderd soorten buideldieren in Australië in allerlei verschillende ecosystemen en in verschillende niches. Uitgaande van een baramin op familieniveau moeten dertig verschillende baramins binnen de Australidelphia de voorkeur gehad hebben voor hetzelfde ecosysteem of zich op dezelfde manier aangepast hebben om samen een tocht van 25.000 kilometer lang te ondernemen. Zelfs al zouden ze gemiddeld met de formidabele snelheid van tien kilometer per jaar zijn gemigreerd (voor dieren die in bomen leven, zoals koala’s, al helemaal een buitengewoon hoge snelheid), dan hadden ze alsnog 2500 jaar over de toch gedaan. Voor sommige creationisten valt dit nog binnen de bandbreedte van de mogelijkheden, maar de meeste creationisten zullen een dergelijke lange tijd onacceptabel vinden, zelfs voor de periode tussen het Perm en het Eoceen. En als de buideldieren de aanleiding zijn om de creationistische tijdschaal op te rekken, weet ik nog wel een paar geologische en paleontologische fenomenen te noemen die aanwijzingen vormen voor periodes die honderdduizenden tot miljoenen jaren duurden.

De tweede route die Jan van Meerten voorstelt, is aanzienlijk korter. Toch hebben we het nog steeds over vele duizenden kilometers. Het grootste probleem voor deze route is echter dat de verspreiding van fossielen totaal niet verklaard wordt en ook de genetische data deze route tegenspreken. Dit alternatief is daarom ook geen aantrekkelijke optie.

Voorspelde fossielen

Zoals Jan van Meerten terecht aangeeft, ging ik in mijn vorige blogpost voorbij aan een optie die door Jan Rein de Wit genoemd wordt, namelijk dat er wel fossiele buideldieren in het Midden-Oosten aanwezig zijn maar dat deze nog niet gevonden zijn. Dat is natuurlijk een mooie voorspelling die creationisten zouden kunnen controleren. Van Meerten denkt dat er wel wat voor deze optie te zeggen valt:

Een snelle zoektocht door Paleobiology Database laat zien dat niet alleen fossielen van de clade Metatheria schaars zijn, maar dat fossielen uit de klasse Mammalia in het algemeen erg schaars zijn in het Midden-Oosten. Paleobiology Database geeft slechts één locatie met zoogdierachtigen uit het Jura (Turkije), enkele locaties uit het Krijt (Turkije, Jordanië, Egypte en Irak), geen enkele locatie in het Paleoceen, enkele locaties uit het Eoceen (Egypte, Turkije en Jordanië) en heel weinig locaties uit het Oligoceen (Egypte, Saoedi-Arabië en Oman). Vergeleken met Europa, Noord-Amerika en China is het droevig gesteld met de zoogdierachtigen in het Midden-Oosten.

Ongetwijfeld zullen er minder paleontologische onderzoeken in het Midden-Oosten plaatsvinden dan bijvoorbeeld in Europa. Zeker in hartje Saoedi-Arabië zal dat bijvoorbeeld het geval zijn, vanwege het onaangename klimaat om daar onderzoek te doen. Ten dele heeft de schaarste van zoogdierfossielen uit het Mesozoïcum en Paleogeen echter ook een heel andere verklaring dan Van Meerten suggereert. Een groot deel van het Midden-Oosten stond in die periodes onder water. Dat is een groot probleem voor creationisten die de zondvloedgrens laag willen plaatsen (wat overigens beter past bij de buideldierfossielen), omdat de meest logische plaats voor de Ararat toch echt het noorden van Mesopotamië is (zie bijvoorbeeld Genesis 11:2). Tijdens het Paleogeen lag er op deze plek nog een oceaan.

Conclusie

De oorspronkelijke stelling die Jan van Meerten in zijn eerste artikel probeerde te weerleggen – namelijk dat er geen fossiele buideldieren in het Midden-Oosten gevonden zijn – blijft waarschijnlijk overeind staan. Zoals Van Meerten en ik allebei hebben aangegeven, zijn er studies die bepaalde fossielen uit Turkije en Egypte binnen de Marsupialia plaatsen. Over het algemeen worden deze fossielen echter buiten deze infraklasse geplaatst, hoewel binnen de Metatheria. Fossiele Marsupialia worden alleen gevonden in Amerika, Antarctica en Australië. Australische buideldieren worden als fossiel alleen gevonden in Zuid-Amerika en Antarctica. Deze paleobiogeografische verspreiding is strijdig met de hypothese dat buideldieren afkomstig zijn uit het Midden-Oosten.

De volgens Jan van Meerten meest aannemelijke migratieroute van buideldieren na de zondvloed impliceert dat buideldieren minstens 25.000 kilometer hebben afgelegd. Allerlei complicerende factoren maken een snelle migratie onwaarschijnlijk, waardoor het lastig wordt om die binnen de chronologie van een jonge aarde te passen. De route wordt niet ondersteund door fossielen in het Midden-Oosten en Europa. Creationisten kunnen hun hypothese dat er fossiele buideldieren in het Midden-Oosten aanwezig zijn testen, maar aangezien deze regio tijdens het Mesozoïcum en Paleogeen niet droog lag, is de kans klein dat er wat gevonden wordt. Dit is strijdig met een geologisch vroeg einde van de zondvloed, maar een laat einde van de zondvloed (in het Cenozoïcum) is weer strijdig met de verspreiding en datering van fossiele buideldieren. Buideldieren vormen daarom in meerdere opzichten een probleem voor het jongeaardecreationisme.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (8): Een hydrothermaal ecosysteem

Inleiding

De argumentaties in de laatste paar delen van deze serie was misschien redelijk complex. Een bijzonder samenspel van verschillende structuren, fossielen en andere zaken leidde tot de conclusie dat een bepaald gesteente niet tijdens de zondvloed gevormd kon zijn. In dit deel gaat het echter om een relatief eenvoudige argumentatie: er is een ‘fossiel’ hydrothermaal systeem gevonden dat dateert uit het Siluur. Dergelijke systemen kunnen echter niet getransporteerd worden en ook niet tijdens de zondvloed vormen. Conclusie: deze afzetting uit het Siluur is niet tijdens de zondvloed gevormd.

Een in situ hydrothermaal systeem

Het hydrothermaal systeem waar deze blogpost over gaat, is de Yaman Kasy-afzetting in de Oeral (Little et al. 1997). Deze afzetting is een sulfide en dateert uit het Vroeg-Siluur of misschien ook het Laat-Ordovicium. Het systeem is heel duidelijk in situ: in de sulfiden is een duidelijke ‘schoorsteenstructuur’ te herkennen, inclusief kleinschaliger hydrothermale structuren en vloeistofinclusies die duiden op hoge temperaturen (Herrington et al. 1998). Bovendien bevindt de Yaman Kasy-afzetting zich in een gebied met meerdere hydrothermale afzettingen die in een zone met vulkanische gesteenten liggen (Maslennikov et al. 2017). Er is dus geen twijfel over dat de Yaman Kasy-afzetting een in situ hydrothermaal systeem is.

Fossielen

Het bijzondere van de Yaman Kasy-afzetting is dat zij ook veel fossielen bevat, die uitgebreid beschreven zijn in Little et al. (1999). Sommige organismen, zoals bepaalde brachiopoden en tweekleppigen, komen in hedendaagse hydrothermale systemen niet voor. Verschillende fossielen zijn echter kenmerkend voor hydrothermale systemen, zoals kokerwormen en andere borstelwormen. Ook fossiele micro-organismen komen overeen met hun hedendaagse equivalenten (Georgieva et al. 2018). Deze fossielen zijn dus afkomstig van organismen die dus duidelijk in het hydrothermale systeem leefden.

Blogserie 9
Bron: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nur04505.jpg

Het probleem

Het probleem is dat hydrothermale schoorstenen doorgaans niet zo snel groeien, slechts een paar centimeter per jaar (Kadko et al. 1985). Creationisten kunnen natuurlijk stellen dat dit tijdens de zondvloed sneller ging, maar dan moeten zij uitleggen waarom dat het geval is. Een groter probleem is echter waar de organismen die het hydrothermale systeem bewoonden vandaan kwamen als het systeem tijdens de zondvloed gevormd is. In een situatie met aardplaten die met enkele meters per seconde bewegen, megatsunami’s die grote hoeveelheden sediment verplaatsen en andere catastrofale gebeurtenissen lijkt het me vreemd dat een hydrothermaal systeem (dat vanwege de snelle plaattektoniek duizenden kilometers verwijderd kan zijn van de hydrothermale systemen van voor de zondvloed) binnen een paar weken bevolkt werd met organismen die in dergelijke systemen leven. Voor nauwelijks verplaatsende organismen als kokerwormen is dat sowieso al een formidabele migratiesnelheid. Vervolgens werden deze organismen ook nog in het systeem gefossiliseerd, waardoor het er uitziet als een normaal hydrothermaal systeem, vergelijkbaar met huidige omstandigheden. Kortom, deze Silurische afzettingen passen niet binnen een zondvloed en vormen dus een probleem voor de zondvloedgeologie.

Referenties

Georgieva, M. N., Little, C. T., Bailey, R. J., Ball, A. D., & Glover, A. G. (2018). Microbial-tubeworm associations in a 440 million year old hydrothermal vent community. Proceedings of the Royal Society B, 285(1891), 20182004.

Herrington, R. J., Maslennikov, V. V., Spiro, B., Zaykov, V. V., & Little, C. T. S. (1998). Ancient vent chimney structures in the Silurian massive sulphides of the Urals. Geological Society, London, Special Publications, 148(1), 241-257.

Kadko, D., Koski, R., Tatsumoto, M., & Bouse, R. (1985). An estimate of hydrothermal fluid residence times and vent chimney growth rates based on 210Pb/Pb ratios and mineralogic studies of sulfides dredged from the Juan de Fuca Ridge. Earth and planetary science letters, 76(1-2), 35-44.

Little, C. T., Herrington, R. J., Maslennikov, V. V., Morris, N. J., & Zaykov, V. V. (1997). Silurian hydrothermal-vent community from the southern Urals, Russia. Nature, 385(6612), 146-148.

Little, C. T., Maslennikov, V. V., Morris, N. J., & Gubanov, A. P. (1999). Two Palaeozoic hydrothermal vent communities from the southern Ural mountains, Russia. Palaeontology, 42(6), 1043-1078.

Maslennikov, V. V. et al. (2017). Criteria for the detection of hydrothermal ecosystem faunas in ores of massive sulfide deposits in the Urals. Lithology and Mineral Resources, 52(3), 173-191.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (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.

Blogserie 8

Deze fase van gebergtevorming levert op verschillende onderdelen problemen op voor de zondvloedgeologie. Ik zal in deze aflevering van de serie 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 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 deze blogpost 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 plaattektoniek die ervan uitgaat dat de platen op hol geslagen waren en daardoor razendsnel verplaatsten. Ten vierde zouden de Caledonische bergen met onrealistisch hoge erosiesnelheden weer geërodeerd moeten zijn om tijdens de zondvloed nog bedekt te worden door mariene sedimenten.

Referenties

Baumgardner, J. (2018). Numerical Modeling of the Large-Scale Erosion, Sediment Transport, and Deposition Processes of the Genesis Flood. Answers Research Journal 11, 149-170.

Boulvain, F., & Vandenberghe, N. (2018). An introduction to the geology of Belgium and Luxembourg. In Landscapes and landforms of Belgium and Luxembourg (pp. 9-33). Springer, Cham.

Chew, D. M., Daly, J. S., Flowerdew, M. J., Kennedy, M. J., & Page, L. M. (2004). Crenulation-slip development in a Caledonian shear zone in NW Ireland: evidence for a multi-stage movement history. Geological Society, London, Special Publications, 224(1), 337-352.

Debacker, T. N., Sintubin, M., & Verniers, J. (2002). Timing and duration of the progressive deformation of the Brabant Massif (Belgium). Aardkundige Mededelingen, 12, 73-76.

De Fenffe, D. D., & Laduron, D. (1991). Caledonian and Variscan structures in the Rocroi-Ardenne Lower Palaeozoic basement (Belgium and adjacent countries). Annales de la Société géologique de Belgique, 114, 141-162.

Haughton, P. D. W., Rogers, G., & Halliday, A. N. (1990). Provenance of Lower Old Red Sandstone conglomerates, SE Kincardineshire: evidence for the timing of Caledonian terrane accretion in central Scotland. Journal of the Geological Society, 147(1), 105-120.

Jacques, J. M., & Reavy, R. J. (1994). Caledonian plutonism and major lineaments in the SW Scottish Highlands. Journal of the Geological Society, 151(6), 955-969.

Simpson, C., & De Paor, D. G. (1997). Practical analysis of general shear zones using the porphyroclast hyperbolic distribution method: an example from the Scandinavian Caledonides. In Evolution of geological structures in micro-to macro-scales (pp. 169-184). Springer, Dordrecht.

Snelling, A.A., & Woodmorappe, J. (1998). Rapid rocks: Granites… they didn’t need millions of years of cooling. Creation Magazine 21(1), 42-44.

Soja, C. M., & Krutikov, L. (2008). Provenance, depositional setting, and tectonic implications of Silurian polymictic conglomerates in Alaska’s Alexander terrane. Geological Society of America Special Papers, 442, 63-75.

Waldron, J. W., Murphy, J. B., Melchin, M. J., & Davis, G. (1996). Silurian tectonics of western Avalonia: strain-corrected subsidence history of the Arisaig Group, Nova Scotia. The Journal of Geology, 104(6), 677-694.

Analyse van vulkanisch zout (7): ‘Conclusies’

Inleiding

In dit laatste deel van de serie waarin ik de hypothese van Heerema en Van Heugten onder de loep heb genomen, keren we weer terug naar hun publicatie in het Journal of Creation. Zoals gebruikelijk sommen Heerema en Van Heugten in de laatste paragraaf de conclusies op van de argumentatie in hun artikel. Dat biedt ook voor mij de kans om mijn problemen met deze argumentatie samen te vatten. Vervolgens zal ik ingaan op een punt dat zeven jaar geleden al naar voren werd geschoven door Kevin Nelstead: wat de artikelen van Heerema zeggen over het wetenschappelijke niveau van het Journal of Creation. Ik wil daarna afsluiten met een aantal adviezen die ik Stef Heerema en Gert-Jan van Heugten wil meegeven.

Conclusies

Currently, the widely-accepted theory concerning salt diapirism is based on a proposed fluid-like behaviour of solid salt. (…) Experimental observations contradict the theory. Dit wordt door Heerema en Van Heugten verondersteld, omdat zij zonder een reden te geven overgaan op de drukgradiënt, terwijl de formules die zoutvloei bepalen uitgaan van het drukverschil. Hierdoor kan zout omhoog vloeien door de druk van tektonische krachten of door de verzwakking van de overburden middels breuken. Dat zout in diapieren vloeit, wordt bovendien nog altijd gemeten.

Also, hydrothermal models cannot explain salt diapirism as the hydrothermal water would have mixed with the muddy overburden, thus polluting the salt with sediments. Het hydrothermale model van Hovland biedt echter een verklaring voor beide punten en deze verklaring wordt niet door Heerema en Van Heugten besproken. Net als Heerema en Van Heugten vecht Hovland de consensustheorie aan, maar hij doet dit op een goede manier door eigen onderzoek en wetenschappelijke publicaties.

Therefore, the empirical observations suggest the salt was liquid when it rose through a fluidized overburden at the time. Zo luidt de belangrijkste conclusie. Er worden in het artikel echter geen argumenten gegeven om dit te ondersteunen. De oppervlakkige overeenkomsten tussen zoutpijlers en Rayleigh-Taylorinstabiliteiten kunnen ook door de standaard theorie verklaard worden. Ik heb een groot aantal feiten genoemd waar de hypothese van Heerema en Van Heugten nog een verklaring voor moet zoeken. Ik heb ook een lijst met voorspellingen gegeven die hun hypothese kan doen. Echter, voor zover het voor mij mogelijk was om deze voorspellingen te controleren, bleken ze steeds de hypothese te falsifiëren.

The primary igneous origin of salt formations can be confirmed by the volume, area and dryness of salt layers. Op geen enkele manier hebben Heerema en Van Heugten aangegeven op welke manier hun hypothese door deze waarnemingen ondersteund wordt. Ook de andere suggesties die zij doen, bleken hun hypothese niet te steunen.

Hence, the authors conclude that a high energy, short term event, such as Noah’s Flood, is responsible for the deposition of salt magmas interfingered with watery mud several kilometres thick. Deze hypothese is in conflict met een groot aantal waarnemingen, zoals ik in andere blogposts probeer te laten zien. Heerema en Van Heugten zijn nog ver van het punt dat hun hypothese zo sterk is onderbouwd, dat we moeten kiezen voor een minder plausibele verklaring voor al die andere waarnemingen.

Peer-review

In de introductie van deze serie schreef ik al dat Stef Heerema zijn artikelen in het Journal of Creation ziet als peer-reviewed wetenschappelijke publicaties. Nu ik zijn tweede publicatie helemaal doorgespit heb, wil ik die claim opnieuw tegen het licht houden.

Het idee van peer-review is dat een artikel wordt gecontroleerd door deskundigen die zelf ook op wetenschappelijk niveau publiceren over vergelijkbare onderwerpen. Zij kunnen dan controleren of de gebruikte technieken goed zijn toegepast (zij gebruiken die technieken immers zelf ook, dus ze kunnen het weten), of de natuurkunde en scheikunde in de artikelen klopt (die formules passen zij zelf ook toe), of de resultaten vergeleken worden met relevante publicaties (waar zij van op de hoogte zijn, soms omdat ze er zelf de auteur van zijn) en of de argumentatie steekhoudend is. Op die manier wordt de kwaliteit van de publicatie gewaarborgd. Peer-review betekent niet dat de peers hun mening over de conclusie gaan geven, als een vorm van censuur. De reviewers van de artikelen van Hovland zullen het doorgaans met hem oneens geweest zijn, maar dat maakt niet uit voor het proces.

De vraag is nu aan wie het Journal of Creation vraagt om de artikelen van Heerema en Van Heugten te controleren. Heerema en Van Heugten noemen Shaun Doyle als een van de reviewers. Doyle heeft een bachelor in milieuwetenschap met een specialisatie in bodemkunde. Er zijn geen aanwijzingen dat hij zich ondanks de afwezigheid van een achtergrond in de geologie heeft gespecialiseerd in zoutlagen. Er is dus ook geen reden om te denken dat hij op de hoogte is van de huidige theorieën over zout in de geologie, van de technieken die zoutgeologen gebruiken of van de recente literatuur. Zelfs de creationisten die het dichtst in de buurt komen (Steve Austin, Andrew Snelling, Tim Clarey – de meeste andere creationistische geologen neigen richting de paleontologie) zijn niet gespecialiseerd in zout en hebben geen enkele wetenschappelijke publicatie over dat onderwerp geschreven.

Ik ben zelf ook geen geoloog en heb geen enkele geologische publicatie op mijn naam staan. Toch zou ik als reviewer wel het een en ander aan te merken hebben, nog los van zaken die ik al in eerdere delen heb geschreven:

  • The pressure of this sedimentary overburden forced the salt into pillars and dykes. Dit zijn geen wetenschappelijke aanduidingen voor zoutpijlers en bovendien betekenen beide termen ongeveer hetzelfde. Correcte aanduidingen zouden zijn: walls, anticlines, rollers, pillows, stocks en dat allemaal samengevat als diapirs.
  • For instance, the European Permian Zechstein salt formation (‘dated’ 272–253 Ma) is commonly thought to have started rising after enough Triassic sediments were deposited (~200 Ma). Hier mist een referentie, terwijl deze mijns inziens wel nodig is.
  • Sometimes, the salt even penetrates the overburden. Dat is juist het hele idee van diapieren (diaperan = doorboren), dus dat is per definities altijd het geval.
  • Hudec et al. wrote in 2007: “Salt is mechanically weak and flows like a fluid”. Dit is een incorrecte manier om naar een artikel van Hudec en Jackson te verwijzen. Bovendien is het leuk dat ze dit citaat weergeven, maar waar blijft de broodnodige bespreking van dit belangrijke artikel over zouttektoniek?
  • For example, Urai et al. gathered data from strain experiments on halite cylinders with a height of 300 mm and a diameter of 150 mm. De afmetingen en het watergehalte zijn niet in de verwijzing terug te vinden. Toch spelen die een belangrijke rol in de rest van de tekst.
  • As salt formations are dry (e.g. anhydrite) this is not representative. Hier mist een verwijzing naar een studie waarin het watergehalte van zout in diapieren is gemeten.
  • Gevantman et al. wrote concerning salt buried underneath overburden: “The mobility of rock salt is such that its original site of deposition may be as far as 25 km from the dome where it is presently found.” De verwijzing geeft zelf geen gegevens, maar verwijst door naar een niet-wetenschappelijke bron waar geen onderbouwing wordt gegeven.
  • Salt formations are often covered with several kilometres of water-deposited sediments. Eolische sedimenten komen ook voor. Het is dus beter om ‘water-deposited’ weg te laten.
  • If this overburden was solid when salt tectonics took place, the layers would have been fractured, which they are not. Allereerst is ‘fractured’ niet de correcte technische term. Ten tweede mist hier een verwijzing naar het genoemde feit (wel een andere verwijzing) of een opsomming van overburdens waarin breuken afwezig zijn.
  • Salt formations worldwide are mostly covered with sediments with a catastrophic, watery origin. Hier mist een verwijzing naar een artikel waaruit blijkt dat de sedimenten boven het zout een catastrofale, waterige oorsprong hebben.
  • Fossil fuels are found abundantly below and above salt structures. Fossil fuels’ is een ongebruikelijke manier om in een wetenschappelijk artikel naar koolwaterstoffen te verwijzen als het verder niet gaat om het economische belang.
  • In Europe, beneath a salt deposit, the Copper Shale Formation is found, consisting of a thin (~0.5 m thick) metal-bearing sedimentary layer with fossils. Het Kupferschiefer is geen formatie.
  • Its origin is debated… Hier mist een verwijzing naar een overzicht van deze discussie en een beschrijving van de belangrijkste hypotheses.
  • [T]he name pegmatite is usually allocated to holocrystalline igneous rock crystals. Pegmatiet is een gesteentetype, geen kristaltype. De definitie wordt gemaakt op basis van de korrels in het pegmatiet (grofkorrelig), niet op basis van het type kristallen.
  • All the chemical elements necessary to form NaCl, CaSO4 , CaCO3 , KCl, MgCl2 (common in salt formations) are available in the magma from the Ol Doinyo Lengai volcano in Tanzania. Dit is een merkwaardige zin, omdat al die elementen ook te vinden in andere magma’s. De verwijzing is niet naar een artikel dat de gangbare samenstelling van de lava van de Ol Doinyo Lengai beschrijft en sodaliet is dan ook geen veelvoorkomend manier, maar juist het resultaat van contaminatie.
  • En dan is er nog een hele reeks aan publicaties die mist in het artikel. Artikelen van Hudec, Jackson, Waltham, Urai, Spiers en anderen over zouttektoniek. Artikelen van Warren, Schreiber, Lowenstein en anderen over indampingsmodellen. Artikelen van Mitchell, Weidendorfer, Keller, Dawson en anderen over Ol Doinyo Lengai. En zo missen voor ieder onderwerp de kernpublicaties waarin de huidige ideeën, theorieën en gegevens over een bepaald onderwerp staan.

Als we kijken naar Heerema’s eerder publicatie in het Journal of Creation, uit 2009, dan zijn de problemen nog groter:

  • In het artikel wordt meerdere keren het woord ‘magmatic’ gebruikt (ook in de titel), terwijl het erop lijkt dat ‘volcanic’ bedoeld wordt.
  • In de abstract wordt ‘hundreds of kilometers of depth of seawater’ genoemd als de waterdiepte die nodig is om zoutlagen te krijgen. Dit is onjuist en wordt niet onderbouwd.
  • De Zechsteingroep wordt ‘Zechstein deposit’ genoemd, wat een vreemd label is.
  • Zoutlagen worden ‘salt structures’ genoemd, wat een onjuiste term is.
  • Heerema schrijft ‘salt was evaporated’ terwijl het zout precipiteerde toen het water verdampte.
  • Heerema lijkt uit te gaan van het idee dat de “barrier theory” (een term die niet meer gebruikt wordt) ongewijzigd is sinds Ochsenius. Dit is niet het geval.
  • [U]ntil recently, many geologists were convinced that “evaporates” formed in a tidal-flat environment. Dit veronderstelt dat dat tegenwoordig anders is. Dat is echter niet het geval. Het is echter altijd slechts één van de verschillende modellen geweest.
  • Nowadays, this solar evaporitic origin is highly contentious. Dit is niet het geval. Deze theorie is de consensus onder geologen en wordt door slechts een handvol betwijfeld.
  • Het gebruik van de term ‘hydrothermal water evaporation” is incorrect.
  • Heerema stelt dat de indampingstheorie een zandbank nodig heeft, wat niet het geval is.
  • Het vierde argument tegen de indampingstheorie gaat volledig voorbij aan plaattektoniek.
  • Volgens Heerema is het contrast tussen verdamping en neerslag het grootst bij de evenaar. Dat is niet het geval.
  • Het woord ‘silica’ wordt gebruikt waar ‘silicate’ wordt bedoeld.
  • Er staat dat ‘silica magmas’ veel voorkomen in de ‘stratigraphic record’. Magma’s komen echter helemaal niet voor in het stratigrafisch archief; stollingsgesteenten wel.
  • Heerema schrijft ‘s’ waar hij ‘mPa.s’ bedoelt.
  • It is well known that silica magmas can produce layered igneous intrusions. Hier wordt geen bron geleverd voor een opvallende uitspraak.
  • Heerema stelt dat de zoutmagma ‘deep inside the crust of the earth’ moet zijn ontstaan. Hij legt niet uit waarom het de korst zou zijn.
  • Het woord ‘anhydride’ wordt gebruikt waar ‘anhydrite’ wordt bedoeld.
  • Uiteraard missen ook in dit artikel de nodige bronnen en besprekingen.

Let wel, ik noem deze 35 punten niet om te concluderen dat Heerema’s hypothese onzin is. Die conclusie moet getrokken worden op basis van de feiten. Echter, peer-review is juist bedoeld om ervoor te zorgen dat het in de wetenschap om een discussie over de feiten gaat. Daarvoor is namelijk ook de vorm belangrijk. Het is belangrijk dat een wetenschapper nauwkeurig en helder formuleert, zijn of haar stellingen goed onderbouwt en voort probeert te bouwen op wat al bekend is of eerder verscheen. In Heerema’s artikelen treffen we echter stellingen aan die discutabel zijn, maar niet onderbouwd worden. De afwezigheid van besprekingen van belangrijke theorieën en artikelen is groot. De formulering is doorgaans onnauwkeurig en onwetenschappelijk. De artikelen van Heerema zijn duidelijk niet peer-reviewed door geologen, in ieder geval niet door geologen met kennis van zout. Zijn aanspraak op de publicatie van peer-reviewed wetenschappelijke artikelen is dus ongegrond.

Advies

Dit is de tweede keer dat ik een blog schrijf die over de vorm/aanpak/methode gaat en niet over de inhoud. Al eerder schreef ik namelijk een blog over het Logoscongres en wat daar mijns inziens allemaal fout gaat. Ik vind het belangrijk om niet alleen te schrijven over wat er inhoudelijk niet klopt, maar ook over problemen die ik zie in de cultuur van het creationisme. Dat heeft slechts één eenvoudige reden: de inhoudelijke argumenten voor het creationisme worden alleen maar beter als de aanpak beter wordt. Ik wil graag dat creationistische argumenten en modellen goed uitgewerkt zijn, met een uitgebreide onderbouwing met wetenschappelijke bronnen. Voor mij is het dan ook veel leuker om uit te zoeken wat er wel klopt en wat niet. Daarom wil ik ook aan Stef Heerema (en Gert-Jan van Heugten) een aantal adviezen geven die op de lange termijn zijn model sterk kunnen verbeteren.

  1. Baseer je alleen op wetenschappelijke bronnen waarin datgene wat je wilt weten daadwerkelijk onderbouwd met een experiment, met veldwerk of een berekening. Als ik de discussie tussen Stef Heerema en Leon van den Berg (en daarvoor met Kevin Nelstead) teruglees, dan valt mij op dat Heerema voor de theorie die hij aanvalt (de indampingstheorie) vrijwel uitsluitend gebruikmaakt van datgene wat hij bij Nelstead en Van den Berg aantreft. Twee voorbeelden om dit duidelijk te maken: in zijn eerste reactie op Leon van den Berg schrijft Stef Heerema:

Leon verwijst naar de Middellandse Zee, waar onder de zeebodem een enorme zoutformatie begraven ligt. (…) Volgens Leon is die zoutlaag gevormd toen de straat van Gibraltar vrijwel afgesloten was. Wat ‘vrijwel afgesloten’ precies betekent voor Leon, blijft onduidelijk. Hij verwijst ook naar een Youtubefilmpje waarin een volledige afsluiting wordt suggereerd.

Op zo’n punt raad ik Heerema aan om niet bij Leon van den Berg of Youtube te rade te gaan, maar bij de wetenschappelijke literatuur, waar talloze artikelen over dit onderwerp te vinden zijn. Denk aan het artikel van Garcia-Castellanos en Villaseñor uit 2011, van Krijgsman en Meijer uit 2008 en van Hardie en Lowenstein uit 2004. Een ander voorbeeld uit de tweede reactie van Heerema, waarin hij stelt dat Van den Berg koraalriffen inruilt voor tektoniek als afsluiting van het indampingsbassin. Opnieuw maakt het niet uit wat Van den Berg precies zou zeggen, het gaat erom wat de wetenschappelijke literatuur zegt. Soms werden bassins afgesloten door tektoniek (zoals de Middellandse Zee) en soms door koraalriffen (zoals het Michigan Basin). De vraag waardoor een bassin werd afgesloten kun je beantwoorden door veldwerk te doen, niet door te speculeren.

Soms baseert Heerema zich wel op wetenschappelijke bronnen, maar het gaat dan vaak om randzaken, terwijl de belangrijkste artikelen over een bepaald onderwerp (grotendeels) onbesproken blijven. Ik noemde hierboven al het voorbeeld van een verwijzing naar Gevantman et al. Als je die verwijzing natrekt, dan blijkt het genoemde getal nergens op gebaseerd te zijn. Het is dus belangrijk om zorgvuldig en uitgebreid gebruik te maken van wetenschappelijke literatuur.

  1. Publiceer alleen als er iets te publiceren valt. In eerdere delen heb ik al aandacht besteed aan dingen die gedaan, problemen die opgelost en voorspellingen die gecontroleerd moeten worden voordat de hypothese van Heerema een robuust model wordt. Wanneer Heerema en Van Heugten een computermodel maken waarin het uitvloeien van een zoutmagma wordt gesimuleerd of een experiment doen waarin ze een mix van gesmolten zout laten stollen, dan is dat iets waar ze over kunnen publiceren. De huidige publicaties gaan echter over speculaties die nog niet met dergelijk onderzoek onderbouwd zijn. Onderzoeken van anderen voldoen hier ook niet echt, omdat het gaat om een unieke hypothese. Voorlopig is het dus geen tijd voor overzichtsartikelen. In een vorig deel heb ik een overzicht gegeven van de ontwikkeling van Hovlands hypothese. Daar kan een voorbeeld aan genomen worden.
  2. Publiceer alleen iets als het uitgewerkt is. Bij veel punten die Heerema en Van Heugten maken, krijg ik het idee dat ik er eigenlijk net niets mee kan. De reden is dat ze niet uitgewerkt zijn en er ook nergens anders een uitwerking te vinden is. Dat is problematisch, omdat de argumentatieve of verhelderende waarde van die punten daardoor afwezig is. Bijvoorbeeld de zeven ‘overwegingen’ die Heerema en Van Heugten aan het eind van hun artikel maken, hadden weg moeten blijven. Zulke dingen moeten goed uitgewerkt gepubliceerd worden.
  3. Ga pas naar het publiek toe als het onderzoek voltooid is. Of beter nog: als de hypothese geaccepteerd is door een groot deel van de geologen. Heerema’s hypothese is extreem revolutionair, vergelijkbaar met de ideeën van Darwin of Einstein. Het zou dom zijn om je tijd dan te verspillen aan presentaties in een kerk. Nu is het de tijd voor wetenschappelijk onderzoek om het model helemaal voltooid te krijgen.
  4. Duw jezelf niet te snel in een slachtofferrol. In een presentatie uit 2017 vertelt Heerema vanaf 26:41 over zijn publicatie in Grondboor & Hamer en hoe deze werd ingetrokken. Zijn reactie:

Ik kan alleen maar constateren dat geologie helemaal niet zo’n wetenschapsbedrijf is. Het leek even zo, maar eigenlijk is het dus helemaal niet zo. Dit is geen wetenschap, dit is politiek. En op de een of andere manier verspillen die mensen een heleboel belastinggeld, maar ik vind hun werk echt ondermaats.

Heel vaak roepen personen met een alternatieve hypothese dat ze gecensureerd worden en dat de wetenschap daarom een politiek spel is. Dat gaat dan vaak gepaard met uitspraken dat het werk van wetenschappers eigenlijk heel slecht is en gemakkelijk te doorzien. Ik denk dat dergelijke uitspraken ontstaan door een gekleurde blik op de situatie. De persoon is zelf heel erg overtuigd van zijn eigen gelijk, maar in de ogen van wetenschappers gaat het om een belachelijk idee. Nu is het in de geschiedenis voorgekomen dat bepaalde personen ‘belachelijke ideeën’ opperden (relatieve tijd, bewegende aardplaten) die uiteindelijk bleken te kloppen. Maar je moet niet verwachten dat alle wetenschappers gelijk overstag gaan en dat iedere publicatie met gejuich ontvangen wordt. Als iemand zou beweren dat de farao’s van Egypte eigenlijk in de middeleeuwen hebben geleefd, denk je dat zijn publicaties dan gemakkelijk geaccepteerd worden in historische tijdschriften? Uiteraard niet; dat heeft niets te maken met politieke censuur, maar met het feit dat je met heel goede argumenten moet komen als je een enorme massa aan argumenten die in de loop van honderden jaren door wetenschappers zijn verzameld aan de kant wilt schuiven. Grote doorbraken in de wetenschap zijn het soepelst gegaan wanneer de revolutionaire denker zich volop stortte op het onderzoek, de limitaties van zijn eigen hypothese erkende en een nederige houding opstelde richting andere wetenschappers. Want misschien kan Stef Heerema nog best wel veel leren van de wetenschappers die volgens hem ondermaats werk publiceren, maar tegelijkertijd wel computermodellen gebruiken, berekeningen maken en experimenten doen waar hij nog niet aan toe is.

Conclusie

Dit laatste deel van deze serie heb ik willen gebruiken om op een metaniveau te kijken naar Heerema’s hypothese. Ik heb allereerst mijn kritiek op de argumentatie van Heerema en Van Heugten samengevat. Vervolgens heb ik gekeken naar het wetenschappelijke gehalte van hun publicatie. Deze zou immers peer-reviewed zijn, maar dat blijkt hoogstwaarschijnlijk onwaar te zijn. Ten slotte heb ik adviezen gegeven over wat de beste manier is om verder te werken aan deze hypothese. Dat kan eenvoudig samengevat worden als: de beste manier om aan een hypothese te werken, is door wetenschappelijk te werk te gaan. Ik ben benieuwd of Heerema en Van Heugten met een reactie zullen komen op mijn kritiek en wacht af hoe hun model zich verder gaat ontwikkelen.

Analyse van vulkanisch zout (6): Overige argumenten

Inleiding

In het artikel van Heerema en Van Heugten (2018) worden twee argumenten niet genoemd die ik wel graag zou willen bespreken, omdat ze in artikelen en presentaties van Stef Heerema een belangrijke rol spelen. Het eerste argument gaat over de relatieve dichtheid van de overburden, het tweede argument over de puurheid van het zout.

Dichtheid van zout en overburden

De dichtheid van de overburden was in 2014 en 2015 Heerema’s belangrijkste publicatieonderwerp, met onder andere een publicatie in het geologieblad Grondboor & Hamer en een presentatie op een Amerikaans creationistisch congres. Ik zal mij in deze blogpost vooral richten op Heerema (2014), omdat daar de meeste informatie aanwezig is. Heerema schrijft over zijn onderzoek:

Mijn werk dat als eerste onderzoek ooit de werkelijke gesteentedichtheden heeft betrokken in de discussie rond zouttektoniek is doorslaggevend. (Heerema 2016)

Een aanduiding als ‘eerste onderzoek ooit’ is echter niet helemaal terecht. Heerema heeft weinig meer gedaan dan het maken van een diepte-dichtheidgrafiek van de overburden. Dergelijke onderzoeken zijn eerder gedaan. Zijn resultaten zijn als volgt:

Dichtheid overburden

Ik heb dezelfde trendlijn ingetekend als Stef Heerema, waarvan ik me afvraag waarom hij deze nooit verbeterd heeft in de afgelopen zes jaar. Uiteraard maakt het dichtheidsprofiel in de ondergrond niet zo’n rare knik. Het dichtheidsprofiel wordt bepaald door de compactiecurve, die weer afhangt van het type sediment en de gemiddelde sedimentatiesnelheid (Fossen 2016, p. 418). De gemiddelde dichtheid van steenzout wordt in het algemeen bereikt tussen de 1500 en 3000 meter. In de curve van Heerema wordt deze dichtheid (2200 kg/m3) bereikt op ongeveer 1500 meter, dus aan de onderkant van het spectrum dat Fossen geeft. In de Nederlandse geologische literatuur wordt echter vaak genoemd dat het omslagpunt al op 500 meter ligt, wat met het onderzoek van Heerema is ontkracht.

Heerema stopt hier echter niet. Volgens hem is het onjuist dat de gemiddelde dichtheid van steenzout 2200 kg/m3 is. Op basis van een technisch zakboekje komt hij op de gemiddelde dichtheid van 2350 kg/m3. Het is onbekend op welke metingen dit zakboekje is gebaseerd. Als deze waarde zou kloppen, zou het omslagpunt pas bij 2400 meter zijn, wat aan de hoge kant van het spectrum is.

De diapieren in de Golf van Mexico bevatten tussen de 95 en 99 procent haliet (Warren 2016, p. 601, Fredrich et al. 2007). Als we uit gaan van het laagste percentage en aannemen dat de rest uit anhydriet bestaat, komen we uit op een gemiddelde dichtheid van 2200 kg/m3. Een doorsnede van de Gorlebendiapier in Duitsland laat zien uit welke lagen van de Zechsteingroep deze diapier bestaat (Bäuerle et al. 2000). Op basis van de diktes in de Nederlandse boorkern SLN-04, een gemiddelde dichtheid van 2900 kg/m3 voor anhydriet, 2700 kg/m3 voor kalksteen, 2200 kg/m3 voor haliet en 2200 kg/m3 voor kleisteen kom ik op een gemiddelde dichtheid in de diapier van 2219 kg/m3. Een dichtheidsonderzoek van de Sedomdiapier komt op een gemiddelde dichtheid van minder dan 2200 kg/m3 (Weinberger et al. 2006). Op basis van deze gegevens van drie verschillende locaties kunnen we vaststellen dat de gemiddelde dichtheid van het steenzout in diapieren ongeveer 2200 kg/m3 is.

Ook de dichtheid van de overburden is bepaald in verschillende studies. Opnieuw is er de studie over het gebied rond de Dode Zee (Weinberger et al. 2006), waar het omslagpunt al bij minder dan 1000 meter diepte ligt. In de Golf van Mexico ligt het omslag punt rond de 2000 meter diepte (Nettleton 1934). In Oman is de dichtheid van elke stratigrafische groep die boven het Ara Salt ligt groter dan die van zout (Cooper et al. 2013).

Er is dus ruimschootse onderbouwing van het feit dat de sedimenten boven het zout een grotere dichtheid hebben dan het zout zelf. Zelfs met de getallen waar Heerema mee werkt, creëert dit een instabiliteit die leidt tot zoutvloei (Hardebol 2016). Echter, het belangrijkste is dat het weinig visceuze zout langs breuken omhoog kan vloeien door drukverschillen. Volgens Heerema (2014) valt dat buiten het bestek van zijn onderzoek, wat betekent dat zijn dichthedenonderzoek slechts een klein element van de huidige theorie van zouttektoniek aanvalt. Deze aanval blijkt echter mislukt te zijn: de overburden is zwaarder dan het zout.

De puurheid van zout

Als argument tegen de indampingstheorie gebruikt Heerema vaak het feit dat zoutlagen vrijwel volledig uit zout bestaan:

  1. The salt formations show negligible contamination with sand, contradicting the evaporation model which requires a sandbank in combination with consistently dry weather over a long period of time. This process would introduce a lot of sand into the salt evaporation enclosures.
  2. The salt formations exhibit negligible contamination with marine fossils, contrary to what would be expected with seawater constantly flooding into the evaporation area and the enormous amount of seawater involved. (Heerema 2009)

In feite gaat het dus om twee argumenten. Allereerst dat er weinig klastisch sediment in het zout aanwezig is en ten tweede dat er geen fossielen te vinden zijn.

Klastisch sediment

Zoals eerder al aangegeven bevatten zoutlagen vaak wel een beetje klastisch sediment, maar meestal gaat het om minder dan een procent van de samenstelling (Fredrich et al. 2007). De oorzaak van deze lage hoeveelheden is dat grote zoutlagen (waar Heerema op focust, vooral ook omdat daarin de diapieren zitten) vaak in het diepste gedeelte van een bassin gevormd worden, ver van de randen waar eventueel rivieren in de zee uitmonden en klastisch sediment aanvoeren. Een voorbeeld waarbij dit nog goed gereconstrueerd kan worden, is de relatief recente zoutlaag onder de Middellandse Zee (Roveri et al. 2014). In de tijd dat deze zoutlaag werd gevormd, bestonden de grote rivieren die in de Middellandse Zee uitmonden al, zoals de Rhône en de Nijl. Van het sediment van deze rivieren bereikt echter maar een paar procent het diepere gedeelte van het bassin (Martin et al. 1989). Als gevolg daarvan is de sedimentatiesnelheid rond de monding van de Rhône wel 10 tot 40 centimeter per jaar, terwijl dit in het bassin 0,02 tot 0,04 centimeter per jaar is (Miralles et al. 2015). In het diepe gedeelte van het bassin is dit zelfs 0,01 tot 0,02 centimeter per jaar (Zuo et al. 1997) Dat is dus een factor 1000 verschil, waarbij de waarde van Zuo et al. de totale sedimentatiesnelheid is, dus inclusief de accumulatie van eolisch stof.

Precipitatie van zout gaat echter veel sneller. In de Dode Zee is de precipitatiesnelheid van haliet in het diepste gedeelte 0,5 tot 2 cm per jaar (Kiro et al. 2016). Uitgaande van de verdamping in de regio van de Middellandse Zee zou er in een afgesloten bassin zelfs 2 tot meer dan 10 centimeter haliet per jaar neerslaan, met daarbij nog 2 tot 5 centimeter gips (Schreiber 1988, p. 5). Op basis van deze waardes is de halietprecipitatie in een diep bassin 100 tot 1000 keer sneller dan de sedimentatiesnelheid van klastisch sediment. Dat komt goed overeen met het percentage klastisch sediment dat in het haliet aanwezig is. Daarbij komt dat rond de bassins waarin zoutlagen werden gevormd vaak woestijnen aanwezig waren. Dat betekent dat er weinig sedimenttransport vanuit het achterland was, zodat er niet verwacht moet worden dat er in zoutlagen veel klastisch sediment aanwezig is.

Fossielen

Dat laatste punt is gelijk ook relevant voor het volgende punt, namelijk dat er weinig tot geen fossielen in het zout aangetroffen worden. De woestijn die een zoutbassin vaak omringt, zorgt ervoor dat er in de omgeving van het bassin weinig leven aanwezig is en er ook geen aanvoer van nutriënten naar het bassin is. Dat is in ieder geval het geval in de Dode Zee (Nissenbaum 1975). Zoutmeren zoals de Dode Zee en het Great Salt Lake geven inzicht in de ecologie van zoute gebieden. Larsen (1980) geeft een overzicht van de aanwezigheid van organismen in zoutmeren en vergelijkbare gebieden. Op de sporadische aanwezigheid van pekelkreeftjes en oevervliegen in sommige meren na bestaat de soortenrijkdom uitsluitend uit eencelligen, zoals algen en bacteriën. Vissen, bivalven, slakken, koralen en andere dieren zijn in de meeste bassins volledig afwezig. Wat er eventueel van buitenaf in zou spoelen, blijft door het hoge zoutgehalte drijven. Er is dus geen reden om macrofossielen in zoutlagen te verwachten.

1280px-Dead_Sea_Halite_View_031712
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Dead_Sea#/media/File:Dead_Sea_Halite_View_031712.jpg

Ook voor de micro-organismen in het bassin is het niet direct voor de hand liggend dat ze gefossiliseerd worden. Het gaat doorgaans om organismen zonder harde delen, waardoor ze gemakkelijk afgebroken worden. Bovendien komen ze alleen in de bovenste tientallen meters van het bassin voor, omdat de afwezigheid van licht en zuurstof leven in de lagere delen onmogelijk maakt (Schreiber 1988, p. 190). Toch is het zeker mogelijk dat dergelijke eencelligen in het zout bewaard blijven (Adamski et al. 2006). Het lag dan ook in der verwachting dat deze organismen gevonden zouden worden in zoutlagen. Zo worden micro-organismen aangetroffen in het gips uit het Messinien van de Middellandse Zee (Rouchy & Monty 1999, Dela Pierre 2015). Ook zijn in de sulfaten van de Middellandse Zee (Schreiber 1988, p. 215-217) en in het Zechstein (Perry et al. 2013) tussen het zout microbiële laminaties te vinden, die ik ook zelf waargenomen heb in de Harz. Met het blote oog zijn ze zichtbaar als donkere, onregelmatige lijntjes van een paar centimeter dik. Overvloedige aanwijzingen voor stromatolieten zijn ook aanwezig in het zout van het Michigan Basin (Nurmi & Friedman 1977). In de carbonaat en het gips die de basis vormen van de zoutsuccessie op Sicilië zijn zelfs fossiele eieren en uitwerpselen van pekelkreeftjes te vinden (Schreiber 1988, p. 191, 193, 221).

Ook pollen zijn aangetroffen in sommige zoutlagen. Zo zijn er pollen gevonden is het haliet van het Paradox Basin uit het Carboon (Rueger 1996). In het steenzout van het Buntsandstein in Nederland zijn ook pollen aanwezig (Freudenthal 1964), alsook in verschillende zoutlagen uit het Devoon, Carboon, Perm, Trias, Jura en Mioceen (Durska 2018 en de referenties daarin).

Controversiëler aanwijzingen van leven in steenzout zijn levende bacteriën of hun organisch materiaal dat geïsoleerd kon worden uit zoutlagen (Jaakkola et al. 2016). Voor sommige van deze vondsten is gewezen op contaminatie (Graur & Pupko 2001). Over het algemeen wordt echter aangenomen dat deze vondsten geen contaminatie zijn en dat deze organismen sinds het ontstaan ervan miljoenen jaren in het steenzout hebben gezeten (Lowenstein et al. 2011).

Conclusie

In deze blogpost heb ik twee argumenten besproken die in veel presentaties en publicaties van Stef Heerema voorkomen. Het eerste argument was dat Heerema’s eigen dichtheidsonderzoek aanleiding geeft om te denken dat het omslagpunt in de dichtheid van de overburden en van het zout veel lager ligt dan gedacht. Inderdaad is de gangbare diepte van 500 meter voor het omslagpunt in de Nederlandse literatuur over zouttektoniek onjuist; Heerema’s onderzoek wijst uit dat het omslagpunt op ongeveer 1500 meter diepte ligt. Andere onderzoeken in de Golf van Mexico, de Dode Zee en Oman en een theoretische benadering wijzen uit dat het omslagpunt vaak tussen de 1500 en 3000 meter ligt en in sommige gevallen nog ondieper. Heerema’s waarde van 2350 kg/m3 voor de dichtheid van steenzout, afkomstig uit een technisch zakboek, blijkt niet in overeenstemming te zijn met daadwerkelijke metingen aan de dichtheid van het steenzout in diapieren.

Het tweede argument was dat er te weinig klastisch sediment en fossielen in het zout wordt aangetroffen, wat zou pleiten tegen een sedimentaire oorsprong van zoutlagen. De werkelijkheid is echter in overeenstemming met de verwachtingen. De depositiesnelheid van klastisch sediment in bassins is erg laag, terwijl de precipitatie van zout heel snel gaat. In zoutmeren komen alleen micro-organismen voor en deze worden dan ook in het zout aangetroffen, soms als zichtbare laagjes tussen het zout. Ook pollen worden nu en dan aangetroffen. Macrofossielen worden niet in het zout gevonden, wat in de lijn der verwachting is.

Deze twee argumenten blijken dus niet in staat om de huidige theorie over het ontstaan van zoutlagen te ontkrachten. Sterker nog, de aanwezigheid van organisch materiaal pleit sterk tegen een vulkanische oorsprong. Het is daarom aan Heerema om hier binnen zijn model een verklaring voor te zoeken.

Referenties

Adamski, J. C., Roberts, J. A., & Goldstein, R. H. (2006). Entrapment of bacteria in fluid inclusions in laboratory-grown halite. Astrobiology, 6(4), 552-562.

Bäuerle, G., Bornemann, O., Mauthe, F., & Michalzik, D. (2000). Origin of stylolites in Upper Permian Zechstein anhydrite (Gorleben salt dome, Germany). Journal of Sedimentary Research, 70(3), 726-737.

Cooper, D. J., Ali, M. Y., Searle, M. P., & Al-Lazki, A. I. (2013). Salt intrusions in Jabal Qumayrah, northern Oman Mountains: Implications from structural and gravity investigations. GeoArabia, 18(2), 141-176.

Dela Pierre, F., Natalicchio, M., Ferrando, S., Giustetto, R., Birgel, D., Carnevale, G., … & Peckmann, J. (2015). Are the large filamentous microfossils preserved in Messinian gypsum colorless sulfide-oxidizing bacteria?. Geology, 43(10), 855-858.

Durska, E. (2018). Pollen in a perfect trap: the palynological record in Miocene gypsum. Grana, 57(4), 260-272.

Fossen, H. (2016). Structural Geology. Cambridge University Press.

Fredrich, J. T., Fossum, A. F., & Hickman, R. J. (2007). Mineralogy of deepwater Gulf of Mexico salt formations and implications for constitutive behavior. Journal of Petroleum Science and Engineering, 57(3-4), 354-374.

Freudenthal, T. (1964). Palaeobotany of the mesophytic I palynology of lower triassic rock salt, Hengelo, the Netherlands. Acta Botanica Neerlandica, 13(2), 209-236.

Graur, D., & Pupko, T. (2001). The Permian bacterium that isn’t. Molecular Biology and Evolution, 18(6), 1143-1146.

Hardebol, N. (2016, 11 februari). De geologie van scheuren en de scherven van magmatisch zout. Geloof & Wetenschap

Heerema, S.J. (2014, juni). De dichtheid van gesteenten boven het Zechsteinzout in relatie tot diapirisme. scheppingsmodel.files.wordpress.com/2014/08/de-dichtheid-van-gesteenten-boven-het-zechsteinzout-in-relatie-tot-diapirisme.pdf

Heerema, S.J. (2016, 11 februari). Zouttektoniek – het ontstaan van zoutpijlers in de diepe ondergrond. Geloof & Wetenschap

Heerema, S.J., & van Heugten, G.J.H.A. (2018). Salt magma and sediments interfingered. Journal of Creation, 32(2), 118–123.

Jaakkola, S. T., Ravantti, J. J., Oksanen, H. M., & Bamford, D. H. (2016). Buried alive: microbes from ancient halite. Trends in microbiology, 24(2), 148-160.

Kiro, Y., Goldstein, S. L., Lazar, B., & Stein, M. (2016). Environmental implications of salt facies in the Dead Sea. GSA Bulletin, 128(5-6), 824-841.

Larsen, H. (1980). Ecology of hypersaline environments. In Developments in Sedimentology (Vol. 28, pp. 23-39). Elsevier.

Lowenstein, T. K., Schubert, B. A., & Timofeeff, M. N. (2011). Microbial communities in fluid inclusions and long-term survival in halite. GSA Today, 21(1), 4-9.

Martin, J. M., Elbaz-Poulichet, F., Guieu, C., Loÿe-Pilot, M. D., & Han, G. (1989). River versus atmospheric input of material to the Mediterranean Sea: an overview. Marine Chemistry, 28(1-3), 159-182.

Miralles, J., Radakovitch, O., & Aloisi, J. C. (2005). 210Pb sedimentation rates from the Northwestern Mediterranean margin. Marine Geology, 216(3), 155-167.

Nettleton, L. L. (1934). Fluid mechanics of salt domes. AAPG Bulletin, 18(9), 1175-1204.

Nissenbaum, A. (1975). The microbiology and biogeochemistry of the Dead Sea. Microbial Ecology, 2(2), 139-161.

Nurmi, R. D. (1977). Sedimentology and depositional environments of basin-center evaporites, lower Salina Group (Upper Silurian), Michigan Basin. In Reefs and Evaporites – Concepts and Depositional Models. (pp. 23-52). AAPG.

Perri, E., Tucker, M. E., & Mawson, M. (2013). Biotic and Abiotic Processes In the Formation and Diagenesis of Permian Dolomitic Stromatolites (Zechstein Group, NE England) Biotic and Abiotic Processes in Dolomitic Stromatolites Formation and Diagenesis. Journal of Sedimentary Research, 83(10), 896-914.

Rouchy, J. M., & Monty, C. L. V. (1999). Microbial gypsum sediments: Neogene and Modern examples. In Microbial Sediments. Springer-Verlag, 209-216.

Roveri, M. et al. (2014). The Messinian Salinity Crisis: past and future of a great challenge for marine sciences. Marine Geology, 352, 25-58.

Rueger, B.F. (1996). Palynology and its relationship to climatically induced depositional cycles in the Middle Pennsylvanian Paradox (Desmoinesian) Formation in Southeastern Utah. Washington, DC: US Geological Survey Bulletin 2000-K.

Schreiber, B.C. (1988). Evaporites and Hydrocarbons. Columbia University Press.

Warren, J.K. (2016). Evaporites: A geological compendium. Springer.

Weinberger, R., Begin, Z. B., Waldmann, N., Gardosh, M., Baer, G., Frumkin, A., & Wdowinski, S. (2006). Quaternary rise of the Sedom diapir, Dead Sea basin. Geological Society of America Special Paper, 401, 33.

Zuo, Z., Eisma, D., Gieles, R., & Beks, J. (1997). Accumulation rates and sediment deposition in the northwestern Mediterranean. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 44(3-4), 597-609.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (6): De Laat-Ordovicische IJstijd

Inleiding

In dit deel van de serie 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.

Blogserie 7

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.

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 deze blogpost 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

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.

Analyse van vulkanisch zout (5): ‘Additionele observaties’

Inleiding

In eerdere paragrafen miste er een heldere argumentatie voor de hypothese van Heerema en Van Heugten. Het ‘feit’ dat indampings- en hydrothermale modellen niet werken, wil natuurlijk niet zeggen dat daaruit volgt dat zoutlagen een vulkanische oorsprong hebben. In deze paragraaf wordt wel een aantal argumenten gegeven die de hypothese van vulkanisch zout zouden ondersteunen. Hoewel, Heerema en Van Heugten zijn hier niet helemaal duidelijk over. Eerst hebben ze het over ‘more positive evidence’, maar dat wordt afgezwakt tot ‘it is worth considering the following’ wat wordt afgesloten met:

It is beyond the scope of this paper to deal with all the questions and issues that arise from these considerations. Further research is required and because of its complexity some aspects may require extensive study. (Heerema & Van Heugten 2018)

Ja, het lijkt me logisch dat een hypothese die voor het eerst in 200 jaar het hoofdtype van een belangrijke groep gesteenten wil veranderen ‘extensive study’ vereist. Het idee is dat Heerema en Van Heugten net als Hovland een dergelijke studie uitvoeren, voordat zij in een paar zinnen suggesties doen die veel wetenschappelijke theorieën en modellen aan de kant zetten.

In dit deel zal ik de ‘argumenten’ dan wel ‘suggesties’ van Heerema en Van Heugten bespreken.

Volume, oppervlak en droogte

Heerema en Van Heugten schrijven dat ‘the volume, area and dryness of salt layers suggest a primary igneous origin’. Op geen enkele manier wordt uitgelegd waarom deze drie eigenschappen van zoutlagen zouden pleiten voor een vulkanische oorsprong. Voor het volume en het oppervlak heb ik ook in andere publicaties van Stef Heerema geen onderbouwing gezien waarom dit tegen een sedimentaire oorsprong zou pleiten. Ik wacht daarom eerst zijn argumentatie af voordat ik hier verder op in ga.

Met het lage watergehalte doelen Heerema en Van Heugten waarschijnlijk op anhydriet, hoewel ook dat gissen blijft. In een interview met Heerema wordt dit argument als volgt beschreven:

Daarnaast bevat de formatie het mineraal anhydriet, ook wel calciumsulfaat genoemd. „Volgens de reguliere visie is dat eveneens een indampingsgesteente, maar dat kan helemaal niet: als je calciumsulfaat indampt, krijg je gips –calciumsulfaat gebonden aan water– en geen anhydriet.”

Geologen menen dat het dikke sedimentpakket door de hoge druk het gips heeft omgezet in anhydriet en water. „Maar thermodynamisch is dat onmogelijk”, stelt Heerema. „Anhydriet en water nemen samen meer ruimte in dan gips. Je hebt hitte nodig om gips om te zetten in anhydriet en geen hoge druk.” Alle tegenwerpingen van geologen doet hij af als verhaaltjes. „Ik wil deugdelijk wetenschappelijk bewijs zien voor hun ideeën, en dat is er niet.” (Van den Dikkenberg 2015)

Helaas is een interview in een dagblad geen plek om een lijst met referenties te geven naar wetenschappelijke studies waarin experimenten, waarnemingen en berekeningen worden gebruikt om te laten zien dat gips onder normale geologische omstandigheden niet omgezet kan worden naar anhydriet.

Heerema heeft gelijk dat ontwatering plaatsvindt door temperatuur en niet door druk. Dat is dan ook precies wat in de wetenschappelijke literatuur vermeld staat (Warren 2016, p. 70). De temperaturen om ontwatering te laten plaatsvinden worden echter bereikt door het gips te begraven. De temperatuur neemt namelijk toe met de diepte; dat is het principe van geothermie. Figuur 4 van Zanbak en Arthur (1986) laat zien dat bij het volgen van de geotherm anhydriet al bij 50 tot 60 graden Celsius de stabiele vorm is. De transitie van gips naar anhydriet vindt daarom al plaats op een diepte van enkele tientallen tot honderden meters (Warren 2016, p. 70). Transities van gips naar anhydriet zijn ook waargenomen in één afzetting (Billo 1986, Rosen & Warren 1990, Kasprzyk 1995). Soms zijn in het anhydriet ook de oorspronkelijke kristallisatiestructuren van het gips nog zichtbaar (Kasprzyk 1995, Warren 2016, p. 70-71).

Dehydratie van 74,7 cm3 gips zorgt in een open systeem voor 45,9 cm3 anhydriet en 18,1 cm3 water (Azam 2007). Dat is dus een volumeafname. Een open systeem houdt in dat het water vrij in en uit het systeem kan bewegen. Zeker op lage diepte is dat doorgaans het geval, waarbij het vrijgekomen water in poriën in het omringende gesteente ontsnapt. In een gesloten systeem is er een volumetoename door dehydratie.

Het feit dat veel zoutformaties zouthydraten bevatten of hebben bevat is een probleem dat Heerema en Van Heugten nog moeten oplossen, zoals ik in een eerder deel van deze serie heb aangegeven. Het watergehalte in zoutlagen vormt dus zeker geen bevestiging van hun hypothese.

Fossiele brandstoffen

Volgens Heerema en Van Heugten kan de associatie tussen zoutlagen en fossiele brandstoffen verklaard worden door hun hypothese. De hitte van de zoutlava zou ervoor gezorgd hebben dat de organismen die tijdens de zondvloed in de omringende sedimenten begraven werden, getransformeerd werden in olie en gas. Nog nooit heeft Heerema de associatie tussen zoutlagen en fossiele brandstoffen gedocumenteerd en met reacties en thermodynamica aangetoond dat vloeibaar zout inderdaad leidt tot de omzetting van organismen naar olie en gas. In zijn interview met NephilimFree (vanaf 20:42) geeft Heerema bovendien aan dat zijns inziens de omringende sedimenten niet onder invloed zijn geweest van de hitte van het zout vanwege het afkoelende effect van water. Dat strookt niet met het idee dat de organismen in die sedimenten wel getransformeerd zijn door dezelfde hitte.

De connectie tussen zoutlagen en fossiele brandstoffen is niet heel sterk. Er is geen correlatie met steenkool, maar wel met olie en gas. Van de 25 grootste gasvelden worden er negen afgedekt door een zoutlaag en van de 25 grootste olievelden worden er veertien met zout afgedekt (Warren 2016, p. 959-960). De meeste andere olie- en gasvelden worden afgedekt met schalie en sommige met carbonaten. De overeenkomst tussen deze gesteenten is niet dat het stollingsgesteenten zijn, integendeel. De overeenkomst is dat deze gesteenten grote oppervlakten bedekken en tegelijk erg ondoorlaatbaar zijn (Warren 2016, p. 966). Hierdoor kan oprijzend gas en olie er niet doorheen, waardoor het zich onder de afdekkende laag verzamelt. Deze associatie is dus uitstekend te verklaren en vormt dus geen argument voor welk ontstaansmodel dan ook.

Gipshoeden

Veel zoutpijlers hebben bovenop de uit haliet bestaande pijler een gipshoed. ‘Gipshoed’ is eigenlijk een slechte vertaling van ‘caprock’, omdat de hoed voornamelijk bestaat uit anhydriet en calciet, hoewel gips ook wel voorkomt. Volgens Heerema en Van Heugten ontstaan gipshoeden doordat mineraalrijk water verdampt en de mineralen op de zoutpijler neerslaan. Omdat de gipshoed weinig haliet bevat, concludeert Heerema dat het water vóór de zondvloed geen natriumchloride bevatte. Dat is niet helemaal terecht, omdat er in gipshoeden soms wel degelijk natriumchloride aanwezig is (Warren 2016, p. 601).

De gangbare theorie over het ontstaan van gipshoeden is dat anhydriet dat in kleine hoeveelheden in het steenzout opgelost zit, achterblijft wanneer het haliet door grondwater oplost (Warren 2016, p. 601). Het grondwater lost ook een deel van het anhydriet op, waarvan de calciumionen vervolgens reageert met het koolzuur in het grondwater en neerslaat als calciet, terwijl de sulfaationen door organische reacties neerslaan als metaalsulfiden en -sulfaten (Kyle & Posey 1991). Deze theorie verklaart de mineralogische samenstelling van gipshoeden (waar ook vaak sulfiden en bitumen in te vinden zijn (Warren 2016, p. 601) en ook de structuur, die vaak bestaat uit meerdere lagen, waaronder een laag met anhydrietlaminae (Kyle & Posey 1991, Warren 2016, p. 601).

De theorie van Heerema verklaart noch de samenstelling, noch de structuur van gipshoeden. Snelle verdamping van zeewater zou geen sulfiden en organisch materiaal opleveren en ook geen opeenvolging van anhydriet en calciet, waarbij de anhydriet uit laminae bestaat. Wanneer Heerema en Van Heugten dit betwijfelen, kunnen zij hun hypothese verder uitwerken door berekeningen of experimenten, die tot nu toe afwezig zijn.

Kupferschiefer

Het volgende punt waar Heerema en Van Heugten de aandacht op richten, is het Kupferschiefer. Dit is, zoals de naam aangeeft, een dunne koperhoudende schalie dat in het Zechsteinbasin is gevormd direct voorafgaand aan de vorming van het zout. Volgens Heerema en Van Heugten is het ontstaan van het Kupferschiefer niet goed begrepen. Zij stellen een alternatieve verklaring voor:

We suggest that the fossils can be explained if this was a seabed, overrun by salt magma. The heat of the magma then caused hydrothermal alteration which then explains the metals. (Heerema & Van Heugten 2018)

Hun artikel bevat verder geen enkele verwijzing naar artikel waarin het ontstaan van het Kupferschiefer bediscussieerd wordt. Ook gaan zij niet in op de eigenschappen van het gesteente en welke processen precies hebben gezorgd voor het ontstaan van deze kenmerken (‘hydrothermal alteration’ is uiteraard niet echt duidelijk).

Het is onwaarschijnlijk dat het Kupferschiefer is ontstaan door contactmetamorfose met de bovenliggende zoutlaag toen deze ‘minstens 500 graden’ was (aldus Heerema in het interview met NephilimFree 21:11). Het Kupferschiefer bestaat voor een groot deel uit kleimineralen die dan zouden reageren tot pyriet (Bechtel et al. 2000). Het grote organische gehalte in het Kupferschiefer maakt ook een inschatting van de paleotemperatuur van ontstaan mogelijk met behulp van vitrinietreflectie. Deze methode levert paleotemperaturen tussen de 40 en 150 graden Celsius op (Wolf et al. 1989).

Een goede samenvatting van de discussie over het ontstaan van het Kupferschiefer (inclusief verwijzingen) is te vinden in Symons et al. (2011). De meeste onderzoekers beschouwen de metalen in het Kupferschiefer als het resultaat van diagenese kort of langer na het ontstaan van de schalie. Het onderzoek van Symons et al. zelf wijst erop dat de diagenese tientallen miljoenen jaren na het ontstaan van het Kupferschiefer plaatsvond.

Anhydriet en pegmatiet

In het volgende punt noemen Heerema en Van Heugten twee verschillende dingen. Allereerst wijzen zij erop dat er anhydriet voorkomt in stollingsgesteenten. Dit is gebaseerd op een publicatie van Luhr (2008). Bij het volgende punt zullen we verder stilstaan bij de problemen van magmadifferentiatie voor het model van Heerema en Van Heugten. Luhr laat echter al een aantal problemen zien voor hun hypothese. Ten eerste gaat het om zeer kleine hoeveelheden in een silicaatlava, in de vorm van microfenocrysten en inclusies. Ten tweede kristalliseert het anhydriet doorgaans samen met apatiet (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)), een mineraal dat niet voorkomt in zoutlagen. Ten derde vallen de δ34S-waarden van het vulkanische anhydriet ver buiten de range van de δ34S-waarden in zoutlagen en in zeewater. Een probleem waar ik al eerder op wees.

Ten tweede wijzen Heerema en Van Heugten erop dat er een member in de Zechsteingroep is die ‘Pegmatiet-Anhydriet’ genoemd wordt. Pegmatiet is een naam die doorgaans wordt gegeven aan stollingsgesteenten. Dit punt komt ook terug in het interview met Heerema:

De vulkanische oorsprong van het zout bleek ook tijdens onderzoek bij TNO in Zeist. „Ik heb daar samen met een geoloog onder meer een boorkern van pegmatiet-anhydriet bestudeerd. Die geoloog zei: „Hé joh, kijk hier pegmatiet, een stollingsgesteente.” Een bewijs dat dit anhydriet vulkanisch is gevormd. Het verbaast me dat niemand die conclusie ooit eerder heeft getrokken.” (Van den Dikkenberg 2015)

Inderdaad wordt de term ‘pegmatiet’ doorgaans gebruikt voor stollingsgesteenten. De betekenis is echter die van een gesteente dat bestaat uit grote kristallen. In dit geval gaat het om grote halietkristallen in een anhydrietlaag. Een uitvoeriger beschrijving van het gesteente ontbreekt. Voorlopig is er in ieder geval geen aanwijzing dat dit gesteente daadwerkelijk kenmerken bevat die wijzen op een vulkanische oorsprong. De naam zelf is uiteraard geen kenmerk van het gesteente.

Ol Doinyo Lengai

Heerema’s argument dat de Ol Doinyo Lengai een zoutvulkaan is, is intussen al meer dan tien jaar oud (Heerema 2009). Al die tijd is er geen uitwerking verschenen van in hoeverre de lava van deze vulkaan te vergelijken is met zoutlagen, hoe de smelt ontstaat en of de differentiatie ervan tot een natrocarbonatiet ook kan leiden tot het ontstaan van een zoutlava. Alleen in Heerema (2016) is een iets uitgebreider bespreking van de vulkaan te vinden. Ik zal hier proberen de eerste stapjes te zetten in de juiste richting door een uitvoeriger bespreking te bieden. Allereerst zal ik de hypotheses bespreken die het ontstaan van carbonatieten moeten verklaren. Daarna zal ik mij richten op de mineralogie van de Ol Doinyo Lengai. Als laatste bespreek ik de implicaties voor de hypothese van Heerema.

Carbonatiet is een zeldzaam stollingsgesteente dat een hoog carbonaatgehalte en een laag silicaatgehalte heeft. Er zijn verschillende types carbonatiet die doorgaans geassocieerd worden met verschillende soorten silicaatrijk stollingsgesteente (Mitchell 2005). Deze verschillende types hebben waarschijnlijk elk een eigen ontstaansgeschiedenis (Mitchell 2005), waarbij de onoplosbaarheid van silica in een carbonatietsmelt een belangrijke factor is (Weidendorfer et al. 2017). Het brongesteente van carbonatiet is wellicht een carbonaatrijke lherzoliet in de mantel (Dalton & Presnall 1998). In de asthenosfeer bestaat maar 1 volumeprocent van de mantel uit carbonatiet (Gaillard et al. 2008), dus waarschijnlijk ontstaan de meeste carbonatieten hoog in de mantel, in de lithosfeer (Bell & Simonetti 2010). Er is echter nog veel onduidelijk over het ontstaan van carbonatieten en er bestaan meerdere modellen. Wel is duidelijk dat carbonatieten ontstaan in de mantel vanuit een carbonaatrijk of CO2-rijk gesteente.

Carbonatieten laten zien dat het mogelijk is dat een magma grotendeels uit carbonaten bestaat, maar dat komt natuurlijk nog niet overeen met de mineralogische samenstelling van een zoutlaag. Zoals in Tabel 1 van Heerema en Van Heugten (2018) te zien is, bestaat het grootste gedeelte van een zoutlaag uit chloriden en sulfaten. Chloor en sulfiet komt echter slechts in kleine percentages (of zelfs helemaal niet) voor in carbonatieten, hoewel de Ol Doinyo Lengai deze ionen wel het meest bevat van alle carbonatieten (Jones et al. 2013). De natrocarbonatiet van de Ol Doinyo Lengai kan namelijk veel haliden bevatten en ontstaat door het verdwijnen van calciet en apatiet uit de smelt (Weidendorfer er al. 2017) of door de vermenging van verschillende smelten (Guzmics et al. 2019). De lava bestaat voornamelijk uit de mineralen nyerereïet ((Na,K)2Ca(CO3)2) en gregoryiet ((Na,Ca,K)2CO3). Wanneer deze mineralen kristalliseren, halen ze een groot deel van het natrium en calcium uit de smelt, die daardoor verrijkt wordt met chloor en fluor. Het fluor kristalliseert vervolgens als fluoriet (CaF2), waarna het chloor kristalliseert als sylviet (KCl) en haliet (NaCl) (Gittins & Jago 1998). De laatste twee mineralen zijn veelvoorkomende mineralen in zoutlagen. In de lava van de Ol Doinyo Lengai vormen deze mineralen een vaste oplossing die voor ongeveer 10 massaprocent uit NaCl bestaat. Sulfaten komen niet voor in de lava.

Is het mineralogisch mogelijk om de magma van de Ol Doinyo Lengai nog verder te differentiëren zodat er een zoutlava ontstaat met een vergelijkbare samenstelling als zoutlagen? De thermodynamica van magma’s is niet mijn sterkste kant, dus ik zou het niet met zekerheid kunnen bevestigen of ontkennen. Wel lijkt de magma van de Ol Doinyo Lengai in de verste verte nog niet op zo’n zoutlava, terwijl de magma zelf al het product is van ver gaande differentiatie (Weidendorfer et al. 2017, Guzmics et al. 2019). Hoe sneller een magma omhoog rijst, hoe minder tijd er is voor differentiatie. Je zou van lava’s die tijdens de zondvloed catastrofaal omhoogkwamen dus niet verwachten dat deze enorm gedifferentieerd zijn.

Door magmadifferentiatie verlies je een (groot) deel van het oorspronkelijke volume aan magma. De large igneous provinces waar Heerema en Van Heugten naar verwijzen, bestaan allemaal uit het relatief ongedifferentieerde basalt. Maar nu postuleren Heerema en Van Heugten dat er een zeer gedifferentieerd type magma is geweest dat ontstaan zou moeten zijn uit een al behoorlijke zeldzame carbonatietmagma en dat deze magma is uitgestroomd in volumes vergelijkbaar met large igneous provinces. En dat terwijl gewone carbonatieten alleen voorkomen als kleine intrusies of vulkanische afzettingen. Daarbij dient opgemerkt te worden dat de wereldwijde verspreiding van carbonatieten noch ruimtelijk, noch in de tijd correleert met de verspreiding van zoutlagen.

Een mogelijke oplossing voor de hypothese van Heerema en Van Heugten is dat zoutlagen voortkomen uit een pure zoutmagma die helemaal niet gedifferentieerd is, maar altijd al aanwezig was in de mantel. Voor zover dat mogelijk is, zou dat een oplossing kunnen zijn, maar dat betekent wel dat de Ol Doinyo Lengai als argument verdwijnt. Die vulkaan heeft dan niets meer te maken met de vraag of een zoutmagma mogelijk is.

Tot slot benoemen Heerema en Van Heugten nog dat de Ol Doinyo Lengai in de Great Rift ligt, waar verschillende zoutlagen in aanwezig zijn. In de Dode Zee ligt het zout echter bovenop andere sedimenten, zoals kalk, zandsteen en schalie (Al-Zoubi & Ten Brink 2002). In de Rode Zee liggen de zoutlagen bovenop het kalksteen uit het Krijt en Paleogeen (Hughes & Beydoun 1992). In de Danakilwoestijn liggen de zoutlagen op zandsteen en kalk uit het Mesozoïcum (Hutchinson & Engels 1970). Net als de andere sedimentaire gesteenten vullen de zoutlagen hier gewoon een jong bassin en gaat het niet om intrusies die afkomstig zijn uit de slenk.

1200px-Lengai_from_Natron
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Lengai_from_Natron.jpg

Gelaagdheden

Het volgende punt van Heerema en Van Heugten is voor mij een raadsel:

Testing the solidification process of ionic liquids might produce typical layers and crystals as found in the salt formations. See figure 6 as an example. (Heerema & Van Heugten 2018)

De verwijzing is naar een foto waar twee handstukken natriumchloride op te zien zijn. De ene is het resultaat van een proef van Heerema en Van Heugten en het andere is afkomstig uit het Zechsteinzout. Op de foto is absoluut niet goed te zien wat de overeenkomsten en verschillen zijn en of dit een aanwijzing of juist een weerlegging is van de hypothese dat het Zechsteinzout het resultaat kan zijn van een gestolde magma. Let ook op het feit dat Heerema en Van Heugten het hebben over might, wat wil zeggen: ze hebben een experiment gedaan, maar de uitkomst ervan zegt niets over datgene waar het experiment voor bedoeld is. Mochten Heerema en Van Heugten verder gaan experimenteren, dan kunnen ze antwoorden zoeken op de volgende vragen:

  • Waarom sylviet niet tegelijk met haliet is geprecipiteerd en in vaste oplossing voorkomt (Gittins & Jago 1998, Mitchell & Kjarsgaard 2008);
  • Waarom zoutlagen niet grotendeels bestaan uit een fijnkorrelige grondmassa van een mix van mineralen met daarin grotere mineralen, zoals andere stollingsgesteenten inclusief carbonatieten;
  • Waarom de gelaagdheid die in de stollende zoutmagma is ontstaan niet bestaat uit verticale, microscopische lamellae, zoals dat gewoonlijk het geval is bij een zouteutecticum (Kerridge et al. 2009);
  • Waarom haliet in het NaCl-CaSO4-systeem (waar prof. Harry Oonk voor Heerema een eutectisch fasediagram van heeft laten maken) niet de onderste laag van de zoutlaag wordt, aangezien Heerema en Van Heugten de dichtheid van de zoutmagma schatten op 1800 kg/m3, terwijl haliet bij 800 graden Celsius een dichtheid heeft van 1900 kg/m3 (Robertson et al. 1958);
  • Hoe het kan dat veel zoutlagen gips of anhydriet als bovenste, afsluitende laag hebben, terwijl het vaak ook de onderste laag is.

Wanneer Heerema en Van Heugten op deze vragen antwoord kunnen geven en kunnen laten zien dat hun zoutexperimenten op detailniveau precies dezelfde kristalstructuren en gelaagdheden oplevert als in zoutlagen, kunnen we concluderen dat hun hypothese mogelijk is.

Slenken

Het laatste punt dat Heerema en Van Heugten benoemen, is de aanwezigheid van verschillende slenken in het Zechsteinbassin. Deze zouden volgens hen ingestorte magmakamers kunnen herbergen. Aanwijzingen op seismische profielen van deze slenken geven zij niet. Het zou zichtbaar moeten zijn dat het zout tot diep in de slenk loopt en niet bovenop sedimenten ligt. Bovendien, als een bepaalde slenk de plek is geweest waar de zoutlava uitvloeide, moet elke formatie doorbroken zijn door het toevoerkanaal van de volgende formatie, zodat er een chaotische verticale verbinding ontstaat. Zolang Heerema en Van Heugten dit niet kunnen laten zien, is er geen reden om de normale, tektonische verklaring van slenken in twijfel te trekken.

Conclusie

Zoals eerder gezegd eindigen Heerema en Van Heugten met de stelling dat het buiten het doel van hun artikel is om alle bovenstaande punten helemaal uit te werken. Het resultaat is dat er helemaal niets is uitgewerkt en dat ik dat voor een deel heb moeten doen om er nog iets zinnigs over te kunnen zeggen. Sowieso is hun artikel maar zes pagina’s lang; een wetenschappelijke artikel kan prima dertig, veertig of vijftig pagina’s tellen. De uitwerking die ik in deze blogpost heb geboden, is in Word met de normale instellingen acht pagina’s lang en dat zou in het Journal of Creation minder zijn. Een verlenging van hun paper met tien of twintig pagina’s had schatten aan informatie kunnen opleveren.

Helaas hebben Heerema en Van Heugten daar niet voor gekozen. Voor zover ik wat van de punten heb kunnen maken, bleken ze geen ondersteuning te zijn van hun hypothese. Sommige punten (zoals het Kupferschiefer en de Ol Doinyo Lengai) lijken hun hypothese eerder tegen te spreken. Zelfs als het bevestigende punten zouden zijn, zou het om matige ondersteuningen gaan. Dit zijn niet de harde voorspellingen die je vanuit de hypothese van vulkanisch zout kunt maken en waarmee je tegenstrijdige modellen echt kunt uitsluiten. Dergelijke voorspellingen heb ik in een vorig deel van deze serie gegeven. Ook daar bleek echter dat de geologische gegevens weinig ondersteuning bieden voor Heerema’s hypothese. Het is daarom wachten op nieuwe, goede argumenten.

Referenties

Al-Zoubi, A., & ten Brink, U. (2002). Lower crustal flow and the role of shear in basin subsidence: an example from the Dead Sea basin. Earth and Planetary Science Letters, 199(1-2), 67-79.

Azam, S. (2007). Study on the geological and engineering aspects of anhydrite/gypsum transition in the Arabian Gulf coastal deposits. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 66(2), 177-185.

Bechtel, A., Shieh, Y. N., Elliott, W. C., Oszczepalski, S., & Hoernes, S. (2000). Mineralogy, crystallinity and stable isotopic composition of illitic clays within the Polish Zechstein basin: implications for the genesis of Kupferschiefer mineralization. Chemical Geology, 163(1-4), 189-205.

Bell, K., & Simonetti, A. (2010). Source of parental melts to carbonatites–critical isotopic constraints. Mineralogy and Petrology, 98(1-4), 77-89.

Billo, S. M. (1987). Petrology and kinetics of gypsum—anhydrite transitions. Journal of Petroleum Geology, 10(1), 73-85.

Dalton, J. A., & Presnall, D. C. (1998). The continuum of primary carbonatitic–kimberlitic melt compositions in equilibrium with lherzolite: data from the system CaO–MgO–Al2O3–SiO2–CO2 at 6 GPa. Journal of Petrology, 39(11-12), 1953-1964.

Van den Dikkenberg, B. (21-10-2015). Zoutlaag ontstaan door vulkaanuitbarsting. Reformatorisch Dagblad, Puntkomma 4.

Gaillard, F., Malki, M., Iacono-Marziano, G., Pichavant, M., & Scaillet, B. (2008). Carbonatite melts and electrical conductivity in the asthenosphere. Science, 322(5906), 1363-1365.

Gittins, J., & Jago, B. C. (1998). Differentiation of natrocarbonatite magma at Oldoinyo Lengai volcano, Tanzania. Mineralogical Magazine, 62(6), 759-768.

Guzmics, T. et al. (2019). Natrocarbonatites: A hidden product of three-phase immiscibility. Geology, 47(6), 527-530.

Heerema, S.J. (2009). A magmatic model for the origin of large salt formations. Journal of Creation, 23(3), 116–118.

Heerema, S. J. (2016, 26 februari). Het getuigenis van het zout der aarde. Logos Instituut: logos.nl/het-getuigenis-van-het-zout-der-aarde/

Heerema, S.J., & van Heugten, G.J.H.A. (2018). Salt magma and sediments interfingered. Journal of Creation, 32(2), 118–123.

Hughes, G. W., & Beydoun, Z. R. (1992). The Red Sea—Gulf of Aden: biostratigraphy, lithostratigraphy and palaeoenvironments. Journal of Petroleum Geology, 15, 135-156.

Hutchinson, R. W., & Engels, G. G. (1970). Tectonic significance of regional geology and evaporite lithofacies in northeastern Ethiopia. Philosophical Transactions for the Royal Society of London A, 313-329.

Jones, A. P., Genge, M., & Carmody, L. (2013). Carbonate melts and carbonatites. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 75(1), 289-322.

Kasprzyk, A. (1995). Gypsum-to-anhydrite transition in the Miocene of southern Poland. Journal of Sedimentary Research, 65(2a), 348-357.

Kerridge, D. H., Horsewell, A., & Berg, R. W. (2009). The structure of solid salt eutectics—–Why lamellar or conglomerate?. Solid State Ionics, 180(28-31), 1453-1456.

Kyle, J. R., & Posey, H. H. (1991). Halokinesis, cap rock development, and salt dome mineral resources. In Developments in sedimentology (Vol. 50, pp. 413-474). Elsevier.

Luhr, J. F. (2008). Primary igneous anhydrite: Progress since its recognition in the 1982 El Chichón trachyandesite. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 175(4), 394-407.

Mitchell, R. H. (2005). Carbonatites and carbonatites and carbonatites. The Canadian Mineralogist, 43(6), 2049-2068.

Mitchell, R. H., & Kjarsgaard, B. A. (2008). Experimental studies of the system Na2Ca (CO3) 2–NaCl–KCl at 0.1 GPa: implications for the differentiation and low-temperature crystallization of natrocarbonatite. The Canadian Mineralogist, 46(4), 971-980.

Robertson, E.C., Robie, R.A., and Books, K.G., Physical Properties of Salt, Anhydrite, and Gypsum—Preliminary Report, Trace Elements Memorandum Report 1048, United States Department of the Interior, Geological Survey, p. 23, August 1958.

Rosen, M. R., & Warren, J. K. (1990). The origin and significance of groundwater‐seepage gypsum from Bristol Dry Lake, California, USA. Sedimentology, 37(6), 983-996.

Symons, D. T., Kawasaki, K., Walther, S., & Borg, G. (2011). Paleomagnetism of the Cu–Zn–Pb-bearing Kupferschiefer black shale (Upper Permian) at Sangerhausen, Germany. Mineralium Deposita, 46(2), 137-152.

Warren, J.K. (2016). Evaporites: A geological compendium. Springer.

Weidendorfer, D., Schmidt, M. W., & Mattsson, H. B. (2017). A common origin of carbonatite magmas. Geology, 45(6), 507-510.

Wolf, M., David, P., Eckardt, C. B., Hagemann, H. W., & Püttmann, W. (1989). Facies and rank of the Permian Kupferschiefer from the Lower Rhine Basin and NW Germany. International Journal of Coal Geology, 14(1-2), 119-136.

Zanbak, C., & Arthur, R. C. (1986). Geochemical and engineering aspects of anhydrite/gypsum phase transitions. Bulletin of the Association of Engineering Geologists, 23(4), 419-433.