Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (20): Rivier-plantinteracties

Inleiding

Deze blogpost vormt de laatste met een probleem voor creationisten die stellen dat de gesteenten van het Paleozoïcum tijdens de zondvloed gevormd zijn. Net als de vorige aflevering gaat het om een probleem dat meerdere periodes omspant. Mede om die reden denk ik dat dit het sterkste argument is voor de conclusie dat het Paleozoïcum geen periode binnen de zondvloed is. Ik wil namelijk stilstaan bij de interacties tussen de evolutie van planten en rivieren tijdens het Paleozoïcum. Planten zijn namelijk cruciaal voor de ontwikkeling van een rivier. Gedurende het Paleozoïcum hebben planten zich geleidelijk ontwikkeld, van een soort harig mos naar uitgestrekte bossen van bomen met takken, bladeren en wortels. Davies en Gibling (2010) hebben deze evolutie verdeeld in zeven vegetation stages, VS0 tot en met VS6. VS1 begint tegelijk met Cambrium en VS6 eindigt tegelijk met het Devoon.

Voorspellingen

De evolutie van planten tijdens het Paleozoïcum wordt beschreven aan de hand van fossielen van planten. Geologen kunnen op basis van die evolutie voorspellingen doen over de reactie van rivieren op deze ontwikkeling. We weten immers dat rivieren heel sterk beïnvloed worden door planten, dus de komst van planten moet dan ook terug te zijn bij rivieren. Davies en Gibling (2010) hebben een groot aantal (652) ontsluitingen verzameld waar Paleozoïsche riviersedimenten te zien zijn. Op basis daarvan kunnen kwantitatieve analyses gedaan worden met verschillende eigenschappen van deze sedimenten. Zo kun je de lithologie van het gesteente onderzoeken, of de sedimentaire structuren.

Zondvloedgeologen verwachten daarentegen helemaal geen relatie tussen plantfossielen en riviersedimenten. Ten eerste is de aan- of afwezigheid van planten in een geologisch tijdperk het resultaat van sorteringsmechanismen tijdens de zondvloed. Dat wil dus niet zeggen dat er geen planten waren tijdens het Cambrium, ze werden alleen niet gefossiliseerd. Ten tweede kunnen de door Davies en Gibling verzamelde riviersedimenten helemaal niet afkomstig zijn van rivieren. Tijdens een wereldwijde zondvloed kunnen rivieren immers niet actief zijn. Creationisten hoeven dus niet te verwachten dat de aan- of afwezigheid van plantenfossielen verband houdt met gesteenten met bepaalde lithologische en sedimentologische eigenschappen.

Kwantitatieve analyse

Davies en Gibling hebben in de reeds genoemde publicatie en enkele vervolgpublicaties (Gibling & Davies 2012, Gibling et al. 2014) kwantitatieve en kwalitatieve analyses verricht met hun dataset van Paleozoïsche riviersedimenten. Daaruit kwam een aantal sterke correlaties die te verwachten waren op basis van wat we weten over rivier-plantinteracties. De onderstaande afbeelding laat een dergelijke correlatie zien.

Blogserie 21
Bron: https://www.researchgate.net/publication/259505354_Palaeozoic_co-evolution_of_rivers_and_vegetation_A_synthesis_of_current_knowledge/figures

Te zien is de verdeling van het percentage rivieren dat gevlochten, meanderend en anastomoserend is. De laatste twee typen kunnen alleen bestaan als planten met hun wortels rivierbeddingen stabiel houden. Voorafgaand aan het ontstaan van plantenwortels op de grens van het Siluur en het Devoon zijn dan ook alle rivieren gevlochten. Met de komst van wortels verandert dit echter zeer snel met een grote opkomst van meanderende rivieren en ook het type gevlochten rivieren verandert. Pas later komen ook anastomoserende rivieren in het stratigrafische archief voor.

Planten zorgen ook voor snellere verwering en daardoor voor de productie van modder. Davies en Gibling laten zien dat slechts 12,5% van de riviersedimenten in VS2 meer dan 10% modder bevat. In de loop van de tijd stijgt dit gelijkmatig tot 94,1% van de riviersedimenten in VS6. In de grafiek hieronder is deze trend te zien. Opnieuw is dit een trend die te verwachten was als planten tijdens het Paleozoïcum rivieren hebben beïnvloed.

Blogserie 22

Vergelijkbare grafieken kunnen gemaakt worden voor riviersedimenten fossiele bodems, wortelstructuren, bioturbatie, kool en houtskool, korrelgrootte en calcietknobbels. Davies en Gibling vatten hun bevindingen samen in een figuur waarin vier sedimentologische kenmerken, vijf kenmerken van riviervlaktes en twee geometrische kenmerken zijn verzameld. Te zien is hoe elk van deze elf kenmerken veranderingen laat zien die correleren met de opkomst van planten. Elk van die veranderingen is ook in de lijn van de verwachtingen op basis van wat we weten van rivier-plantinteracties.

Het probleem

Er is een zeldzaam sterke correlatie tussen de ontwikkeling van planten en van rivieren tijdens het Paleozoïcum. Deze correlatie is totaal niet te verwachten als de Paleozoïsche gesteenten tijdens de zondvloed zijn gevormd. Tijdens de zondvloed zijn geen rivier-plantinteracties mogelijk en de riviersedimenten en plantfossielen zouden dan ook een andere betekenis hebben dan in de gangbare interpretatie. Daarom is de aanwezige correlatie een zeer sterk argument tegen de zondvloedgeologie. Een creationist heeft nu twee opties, namelijk door de zondvloed voorafgaand of juist na het Paleozoïcum te plaatsen. In het afsluitende deel zal ik in een nabeschouwing deze en andere opties bespreken op basis van de genoemde problemen.

Referenties

Davies, N. S., & Gibling, M. R. (2010). Cambrian to Devonian evolution of alluvial systems: the sedimentological impact of the earliest land plants. Earth-Science Reviews, 98(3-4), 171-200.

Gibling, M. R., & Davies, N. S. (2012). Palaeozoic landscapes shaped by plant evolution. Nature Geoscience, 5(2), 99-105.

Gibling, M. R., Davies, N. S., Falcon-Lang, H. J., Bashforth, A. R., DiMichele, W. A., Rygel, M. C., & Ielpi, A. (2014). Palaeozoic co-evolution of rivers and vegetation: a synthesis of current knowledge. Proceedings of the Geologists’ Association, 125(5-6), 524-533.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (19): Groeilijnen

Inleiding

Nu we het einde van het Paleozoïcum bereikt hebben, wil ik nog twee argumenten bespreken die bijna heel het Paleozoïcum overspannen. Gegevens uit verschillende tijdperken worden gecombineerd om samen aan te tonen dat de gesteenten en fossielen van het Paleozoïcum onmogelijk tijdens de zondvloed kunnen zijn ontstaan. Deze blogpost gaat over groeilijnen. Net als bomen kennen veel mariene organismen – tweekleppigen, brachiopoden, koralen, nautilussen, etc. – groeilijnen die tijdseenheden reflecteren. Dat heeft te maken met temperatuurverschillen, getijden en andere fysische factoren. Hierdoor ontstaan op een schelp op meerdere niveaus laminaties, op het niveau van dagen, maanden en jaren. Hoewel het voorkomt dat er een paar dagen worden overgeslagen, is dit een methode om te bepalen hoeveel dagen er in een maand en hoeveel maanden er in een jaar zaten toen de schelp van het organisme werd gevormd (Pannella 1972, Clark 1974).

Fossielen

Toen was gebleken dat groeilijnen van hedendaagse schelpen ongeveer met het juiste aantal dagen per maand en het juiste aantal maanden per jaar overeenkomen, is onderzocht welke waardes metingen aan fossielen opleveren. Voor het Paleozoïcum is dit door veel verschillende studies gedaan (Mazzullo 1971, Pannella 1972, Kahn & Pompea 1978, Zhang et al. 2010), waarbij allerlei verschillende soorten fossielen zijn gebruikt. In de onderstaande figuur heb ik al deze data verzameld voor het aantal dagen per maand (bolletjes) en het aantal dagen per jaar (kruisjes).

Blogserie 20

In beide tijdreeksen is een duidelijke afname te zien over de tijd. De spreiding laat tegelijk zien dat het geen heel precieze methode is, maar het geeft wel een indicatie van de trends over de tijd. Het aantal dagen per jaar daalt gedurende het Paleozoïcum van 435 naar 390, terwijl het aantal dagen per maand daalt van bijna 33 naar ongeveer 30.

Verklaringen

Creationisten hebben twijfels geplaatst bij het meten van groeilijnen in fossiele koralen (Carter 2012). Hoewel er zeker onzekerheden zijn bij het tellen (vandaar ook de spreiding in de data), laten de overeenkomsten tussen meerdere studies en het gebruik van verschillende soorten fossielen (koralen, brachiopoden, bivalven en nautilussen) zien dat er een duidelijk signaal in de ruis zit. Binnen de standaard geologie is dit signaal goed te verklaren: door de recessie van de maan neemt de lengte van een dag in de loop van de tijd toe en daarmee het aantal dagen per maand en paar jaar af. Maar hoe kunnen creationisten dit verklaren? Carter (2012) suggereert dat er verschillende mechanismen kunnen zijn geweest waardoor de aarde tijdens de zondvloed langzamer ging draaien. Dat zou kunnen verklaren waarom de groeilijnen hogere waardes laten zien dat tegenwoordig. Echter, dit  verklaart absoluut niet hoe er tijdens het Paleozoïcum een trend zichtbaar kan zijn. Als de Paleozoïsche fossielen tijdens de zondvloed zijn gevormd, zouden ze alle ongeveer tegelijkertijd hebben geleefd en dus zouden ze hetzelfde patroon in de groeilijnen moeten laten zien. Dit is echter niet het geval. Creationisten missen dus nog een verklaring voor de afname in het aantal dagen per maand en per jaar gedurende het Paleozoïcum, gemeten aan de hand van groeilijnen in mariene fossielen.

Referenties

Carter, R. W. (2012). ‘Ancient’ coral growth layers. Journal of Creation, 26(3), 50-53.

Clark, G. R. (1974). Growth lines in invertebrate skeletons. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2(1), 77-99.

Kahn, P. G., & Pompea, S. M. (1978). Nautiloid growth rhythms and dynamical evolution of the Earth–Moon system. Nature, 275(5681), 606-611.

Mazzullo, S. J. (1971). Length of the year during the Silurian and Devonian Periods: new values. Geological Society of America Bulletin, 82(4), 1085-1086.

Pannella, G. (1972). Paleontological evidence on the Earth’s rotational history since early Precambrian. Astrophysics and Space Science, 16(2), 212-237.

Zhang, W., Li, Z., & Lei, Y. (2010). Experimental measurement of growth patterns on fossil corals: Secular variation in ancient Earth-Sun distances. Chinese Science Bulletin, 55(35), 4010-4017.

De definitie van ‘creationisme’

Er is veel discussie tussen (met name) creationisten en theïstisch evolutionisten over de vraag of het jongeaardecreationisme een moderne uitvinding is. Theïstisch evolutionisten stellen vaak dat creationisme een moderne vorm van denken is, ontwikkeld door George McReady Price in het begin van de twintigste eeuw. Andere markeringen in de tijd zijn de Monkey Trial (1925) of de publicatie van het boek The Genesis Flood (1961). Creationisten beweren juist dat het jongeaardecreationisme juist de uitgangspositie binnen de kerk is geweest vanaf het eerste begin. Pas ten tijde van de verlichting, de opkomst van de moderne geologie en de ontwikkeling van de evolutietheorie zijn er christenen afgestapt van de creationistische benadering.

Deze historische vraag is belangrijk voor christenen die zichzelf in een traditie willen plaatsen. Bovendien geeft het een indicatie van de meest natuurlijke uitleg van de eerste hoofdstukken van Genesis en de interpretatie van deze teksten gedurende de vroegste geschiedenis van de kerk. Als het jongeaardecreationisme inderdaad een moderne stroming is, dan kun je het theologen en wetenschappers moeilijk kwalijk nemen als ze het verlaten. Maar als het juist de algemeen geaccepteerde visie was gedurende het grootste gedeelte van de geschiedenis van de kerk, dan zou het afzweren van het jongeaardecreationisme zwaar moeten wegen; het zou een breuk met de traditie betekenen die vergelijkbaar is met bijvoorbeeld de reformatie.

Het antwoord op de vraag naar de oorsprong van het creationisme kan alleen gegeven worden als we deze term nauwkeurig definiëren. En dat is natuurlijk precies waar creationisten en theïstisch evolutionisten van mening verschillen. Creationisten definiëren de term vaak als een geloof in een zesdaagse schepping een paar duizend jaar geleden, met mogelijk nog toegevoegd: een historische zondeval, een wereldwijde overstroming, een historische taalverwarring in Babel en dergelijke Bijbelse gebeurtenissen. Theïstische evolutionisten definiëren ‘creationisme’ vaak als het geloof dat Genesis een soort natuurwetenschappelijk boek is, dat alles daarin letterlijk waar is en vergelijkbare kwalificaties.

Ik heb geen uitgebreid literatuuronderzoek gedaan naar de precieze definities die gegeven worden. De weergaves hierboven stammen uit mijn herinnering van wat ik van beide zijden gelezen en gehoord heb. Om een goede definitie te maken, moeten we er natuurlijk voor zorgen dat we niet bewust een verkeerd beeld te geven van de geschiedenis. De definitie moet erop gericht zijn om zowel verschillen als overeenkomsten tussen het moderne creationisme en de overtuigingen van theologen en wetenschappers uit het verleden helder en eerlijk neer te zetten.

Mijn definitie van het creationisme komt voort uit een bezwaar dat ik heb met de definitie die creationisten zelf geven op de manier die ik hierboven heb weergegeven. Het is duidelijk dat theologen als Calvijn en wetenschappers als Newton geloofden dat de aarde slechts enkele duizenden jaren oud is. Maar de vraag die dan rijst, is: zouden deze theologen en wetenschappers dat ook hebben geloofd als ze op de hoogte waren geweest van het wetenschappelijke bewijsmateriaal voor een oude aarde en nieuwe inzichten over de context waarin bijvoorbeeld Genesis is ontstaan? Met andere woorden: zouden deze personen ook in een recente schepping geloven als ze in het heden hadden geleefd?

Die vragen zijn uiteraard niet met zekerheid te beantwoorden, maar ik denk dat het laat zien dat je niet zomaar iedereen uit de geschiedenis kunt claimen die het met je eens was. Om de geschiedenis van het creationisme goed te benaderen, stel ik de volgende definitie voor. Een creationist is iemand die het in bepaalde mate nodig en in bepaalde mate mogelijk acht dat de gegevens van de natuurwetenschap geïnterpreteerd worden binnen een geschiedenis die slechts enkele duizenden jaren heeft geduurd en begonnen is met een schepping uit het niets door God. De kernwoorden van deze definitie zijn ‘nodig’ en ‘mogelijk’. Het woord ‘nodig’ geeft aan dat de overtuiging van de creationist niet bepaald wordt door de context van de tijd. Wat de gangbare wetenschappelijke theorieën ook zijn, een creationist zal aan zijn of haar overtuiging vast blijven houden; wetenschappelijke theorieën kunnen niet geaccepteerd worden als ze niet passen binnen een geschiedenis van het universum dat slechts een paar duizend jaar oud is. Met ‘mogelijk’ wordt bedoeld dat een creationist geen fundamentele problemen ziet om met de wetenschappelijke gegevens aan de slag te gaan. Hij of zij ziet de mogelijkheid om theorieën en modellen te vormen die de natuur verklaren.

Deze definitie is hopelijk een mooie middenweg om na te denken over de geschiedenis van het creationisme. Enerzijds is niet iedere theoloog die geloofde in een zesdaagse recente schepping direct een creationist, anderzijds wordt het creationisme niet per definitie beperkt tot de periode dat het geloof in een recente schepping geen mainstream meer was. Het is mogelijk dat theologen gedurende heel de kerkgeschiedenis in de meerderheid creationist waren.

Het belangrijkste in mijn definitie vind ik het voorkomen van de zinsnede ‘in bepaalde mate’. Op die manier maak ik het mogelijk dat er creationisten in gradaties zijn. Als je het heel erg nodig vindt dat wetenschappelijke gegevens in een jongeaarderaamwerk geplaatst worden, word je waarschijnlijk een actieve creationist, die dingen uitzoekt en daarover schrijft in creationistische media. Vind je het wel nodig maar niet heel erg, dan houd je je waarschijnlijk weinig bezig met creationisme en ben je in veel mindere mate een echte ‘creationist’. Veel gelovigen die ik ken zou je creationistisch kunnen noemen, maar het houdt hen niet echt bezig. Ze zouden bijvoorbeeld nooit naar een congres van het Logos Instituut gaan. Hoewel het creationisten zijn, zijn deze mensen het slechts in beperkte mate.

Mijn eigen conclusie is dat er volgens mijn definitie zonder meer creationisten zijn geweest voorafgaand aan de opkomst van George McReady Price. Zo kunnen we wat mij betreft de zeventiende-eeuwse wetenschappers John Woodward en Thomas Burnet creationisten noemen. Maar voor hun tijdgenoten John Ray en Nicolaus Steno vind ik dit geen goede term, of hooguit in beperkte mate. Die waren namelijk maar weinig bezig met het inpassen van gegevens in een Bijbels raamwerk, of zagen daar zelfs fundamentele problemen. Ook voor veel theologen uit de kerkgeschiedenis geldt dat ik moeite heb om ze creationist te noemen. Zouden ze hun lezing van Genesis hebben volgehouden als ze wisten wat de wetenschap daarover zou gaan zeggen? Dat valt niet altijd even duidelijk te bepalen en wordt natuurlijk nog lastiger als we teruggaan naar periodes waarin de natuurwetenschap in moderne zin nog niet bestond: de middeleeuwen en het tijdperk van de patristiek.

Ik denk zelf – maar ik ben geen historicus – dat de mate waarin sommige theologen en wetenschappers in de afgelopen eeuw creationistisch zijn in de periode daarvoor een uitzondering was. Dat wil zeggen dat een willekeurige theoloog uit 1700 waarschijnlijk wel zou hebben ingestemd met de stelling dat wetenschappelijke gegevens in een korte chronologie moeten worden gepast, maar dat hij dit niet zo’n belangrijke stelling zou vinden. Een creationist zou kunnen reageren: ‘Logisch, in die tijd stond dat standpunt nog niet onder druk, dus dan speelt het op de achtergrond.’ Maar andersom zou je ook kunnen zeggen: ‘Moderne creationisten maken alleen maar zo’n punt van een recente schepping omdat het niet langer mainstream is. Als je er los van de context naar kijkt, is de interpretatie van Genesis helemaal niet zo zwaarwegend als de creationist het doet voorstellen.’

Een onderzoek naar wie er in het verleden geloofden dat de aarde een paar duizend jaar oud is lijkt me niet zo spannend. Ongetwijfeld zal dat de grote meerderheid van de theologen en wetenschappers uit allerlei christelijke tradities zijn, tot ongeveer het jaar 1800. Ongetwijfeld zullen vroege voorstellen om Genesis of de wetenschappelijke gegevens anders te interpreteren in eerste instantie op weerstand gestuit hebben. Ongetwijfeld zullen ‘orthodoxere’ stromingen langer weerstand hebben geboden dan ‘progressievere’. Wat wel interessant is, is of we bij de theologen en wetenschappers van vóór 1800 eenzelfde benadering van de Bijbel en de wetenschap vinden als bij moderne creationisten. Dat is veel ingewikkelder dan vaststellen dat ze in een recente schepping geloofden. Waarschijnlijk valt het in heel veel gevallen niet of nauwelijks uit te maken of we ze inderdaad creationist moeten noemen.

Deze definitiekwestie en de onderzoeksvraag die eruit voortvloeit, heeft op twee vlakken mijn interesse. Allereerst is er mijn interesse voor het vroegste christendom, in de eerste drie eeuwen van de jaartelling. Ik ben er nog niet van overtuigd dat we de meeste kerkvaders uit die tijd ‘creationist’ zouden mogen noemen. Zelfs de kerkvaders die in een recente schepping geloofden en Genesis letterlijk lazen, hadden een wel heel andere benadering dan moderne creationisten. Ik vraag me af of zij aan het ‘nodig’-criterium van mijn definitie voldoen.

Het tweede onderwerp is er een waar ik waarschijnlijk mijn scriptieonderwerp voor filosofie van wil maken. In de zeventiende en vroege achttiende eeuw zien we plotseling verschillende wetenschappers opduiken die zich interesseren in geologie: Descartes, Steno, Ray, Woodward, Burnet, Leibniz, Kircher, enzovoorts. Ik wil onderzoeken wat de verschillende benaderingen van deze vroege geologen zijn. Is er een verschil te ontdekken tussen de theologen, filosofen en wetenschappers binnen het rijtje? Hoewel mijn vraag allereerst gericht is op de geschiedenis van de wetenschapsfilosofie, is dit ook heel interessant voor de geschiedenis van het creationisme.

Volgens mijn definitie is iemand creationist als hij of zij het in bepaalde mate nodig en mogelijk acht dat wetenschappelijke gegevens in een jongeaarderaamwerk geplaatst worden. Met definitie in de hand kunnen we de geschiedenis benaderen. Het blijkt vaak lastig om te bepalen of een theoloog of een wetenschapper uit het verleden creationist genoemd kan worden. Zonder twijfel zijn er creationisten geweest die ver voor George McReady Price leefden. Maar ik heb mijn twijfels bij de toepasselijkheid van de term op verschillende vroege kerkvaders en vroege geologen. Een volledige geschiedenis van het creationisme vóór Price in al zijn nuances en schakeringen is nog lang niet in zicht.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (18): Pangea

Inleiding

Dankzij plaattektoniek heeft de wereld er altijd anders uitgezien. De configuratie van de continenten beïnvloedt de zeespiegel, het klimaat, evolutie en tal van andere zaken. Wanneer deze configuratie door plaattektoniek verandert, kun je dus ook veranderingen in al die andere zaken verwachten. Dankzij paleomagnetisch onderzoek kunnen we de bewegingen van de continenten in het Paleozoïcum behoorlijk goed reconstrueren (zie hier voor een filmpje). Aan het einde van het Proterozoïcum brak het supercontinent Rodinia uiteen (zie voor een reconstructie Evans 2009). De continenten, die destijds grotendeels rond de zuidpool lagen, dreven uiteen en kwamen ten slotte aan het einde van het Paleozoïcum weer bij elkaar om het supercontinent Pangea te vormen. De continentale botsingen leidden tot de Hercynische gebergten. In het Perm lagen alle continenten dus dicht tegen elkaar in een totaal andere configuratie dan in de rest van het Paleozoïcum en daarvoor, en ook in een andere configuratie dan vanaf het Trias tot het heden. Dat levert voor creationisten een interessante vraag op.

Creationisten en plaattektoniek

De meeste creationisten accepteren namelijk de plaattektoniektheorie. Zij hebben ook hun eigen model dat verklaart dat plaattektoniek onder grote snelheden heeft plaatsgevonden tijdens de zondvloed (Austin et al. 1994). In dit artikel legt Andrew Snelling, geoloog bij Answers in Genesis, uit dat hij denkt dat Rodinia het supercontinent van voor de zondvloed was en dat Pangea een zeer tijdelijke configuratie tijdens de zondvloed was. De eerste afbeelding in het artikel laat zien hoe dat eruit moet hebben gezien: ten tijde van Pangea stond heel de wereld onder water en dus ook Pangea zelf. Er zijn ook creationisten die er anders over denken. Zij zijn van mening dat Pangea de oorspronkelijke configuratie van voor de zondvloed was. Wat zij dan met Rodinia en de Paleozoïsche plaattektoniek doen, is mij onduidelijk. Het idee van een Pangea dat voorafgaand aan het Paleozoïcum al bestond levert een hele reeks problemen op die ik in deze blogpost niet zal bespreken. Tot slot zijn er nog creationisten die geloven dat er helemaal geen plaattektoniek tijdens de zondvloed heeft plaatsgevonden. Stef Heerema is er daar één van, getuige dit artikel.

Hoe de plaattektoniek tijdens de zondvloed ook heeft plaatsgevonden, wat je in ieder geval niet verwacht is dat deze gedurende de zondvloed leidde tot klimatologische en biogeografische veranderingen. Immers, de gehele wereld was bedekt met water en dat feit moet er samen met vulkaanuitbarstingen, hevige regen en tsunami’s ertoe geleid hebben dat ongeveer heel de aarde even onleefbaar was. Bovendien is een jaar veel te kort voor aanpassing van het klimaat en het leven aan veranderde omstandigheden. Als Pangea dus een kortstondige configuratie van tijdens de zondvloed was, kan het leven zich weinig daarvan aangetrokken hebben. Voor een paleobiogeografische verspreiding heeft een creationist maar twee opties. Of de fossielen van tijdens de zondvloed vertonen allemaal (ongeacht het tijdperk) de biogeografische verspreiding van voor de zondvloed, of ze zijn grotendeels door elkaar gemengd. Het probleem is dat beide tijdens het Perm niet het geval zijn.

Flora

Studies naar de verspreiding van flora in het Perm zijn gedaan door Rees et al. (1999, 2002). Planten zijn een heel goede indicator voor het klimaat, omdat de morfologie van met name de bladeren zich aanpast aan de temperatuur en de hoeveelheid neerslag. In hun studie uit 2002 gebruikten Rees et al. maar liefst de gegevens van 721 locaties om tot een reconstructie van het klimaat in het Perm te komen. In Figuur 2 is goed te zien hoe de soortensamenstelling varieerde op Pangea en ook op welke paleobreedtegraden er veel en weinig plantenfossielen worden gevonden. De tropen en gematigde zones bevatten veel locaties met plantenfossielen, terwijl de aride subtropen en hoge breedtegraden weinig planten bevatten. Tussen de tropen en de hogere breedtegraden is een zeer duidelijk verschil in soortensamenstelling te zien. Rees et al. (1999, 2002) delen op basis daarvan Pangea in in verschillende klimaatzones en vergelijken deze met een numerieke simulatie. De overeenstemmingen daartussen zijn groot. Op detailniveau zijn er natuurlijk veel verschillen, maar de grootschalige verdeling van klimaatzones is hetzelfde.

Steenkool, evaporieten en andere indicatoren

Niet alleen planten zijn indicatoren voor het klimaat. Steenkool wijst op natte gebieden, evaporieten en eolische gesteenten op droge gebieden, riffen op warme gebieden en tillieten op koude gebieden. Verschillende studies hebben dergelijke indicatoren meegenomen om tot klimaatreconstructies voor Pangea tijdens het Perm te komen (Gibbs et al. 2002, Ziegler et al. 2003, Tabor & Poulsen 2008, Roscher et al. 2011). Ook deze reconstructies vertonen weer hetzelfde beeld als de reconstructies op basis van modellen en plantfossielen. Zo komt steenkool voornamelijk voor in de tropische en gematigde zones. Zoutlagen komen voor rond de dertigste breedtegraad en niet boven de zestigste breedtegraad, wat overeenkomt met de verdeling van gebieden waar de verdamping groter is dan de neerslag. Ziegler et al. (2003) laten in verschillende grafieken de verdeling van dergelijke gesteenten per breedtegraad zien, waaruit ook blijkt dat deze verdeling voor elke periode vanaf het Perm hetzelfde is en ook overeenkomt met de tegenwoordige verdeling. Dat betekent dat klimaatgevoelige afzettingen zich sinds het Perm voortdurend hebben aangepast aan de effecten van plaattektoniek. In de onderstaande afbeelding is ook te zien hoe tillieten (plusjes) uit het Perm alleen op hoge paleobreedtegraden gevonden worden.

Blogserie 18
Bron: http://www.scotese.com/epermcli.htm

Wegener

Creationisten kunnen op basis van hun zondvloedhypothese een voorspelling doen, namelijk dat de configuratie van Pangea tijdens het Perm geen enkel effect moet hebben gehad op de klimaatzones en biogeografische zones op aarde. Het tegendeel blijkt het geval. Sterker nog, het zijn precies deze aanwijzingen van klimaatzones die ertoe leidden dat Alfred Wegener tot de hypothese kwam dat alle continenten eens aan elkaar hadden vastgezeten. Misschien zien creationisten die beweren dat Pangea de wereld voor de zondvloed was, hierin een bevestiging van hun hypothese. Dat is niet terecht. Gaan we verder terug in de tijd, naar het vroege Paleozoïcum, dan komen we weer andere klimaatzones tegen die bepaald zijn door de configuratie van de continenten op dat moment. Gaan we het Mesozoïcum in, dan zien we in het Jura en het Krijt weer heel andere zones. Dat is bijvoorbeeld ook zichtbaar aan de dinosauriërs, waarbij de diversiteit bepaald werd door migratiemogelijkheden. Deze veranderingen in de loop van de geologische tijd passen zeer goed bij de verwachtingen van de standaard theorie van plaattektoniek, maar zijn niet te rijmen met creationistische modellen die plaattektoniek zeer snel tijdens de zondvloed plaats laten vinden.

Blogserie 19
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/Platentektoniek#/media/Bestand:Gondwana_Nederlandse_versie.png

Referenties

Austin, S. A., Baumgardner, J. R., Humphreys, D. R., Snelling, A. A., Vardiman, L., & Wise, K. P. (1994, July). Catastrophic plate tectonics: A global Flood model of earth history. In Proceedings of the third international conference on creationism (Vol. 609, p. 622). Pittsburgh, PA: Creation Science Fellowship.

Evans, D. A. (2009). The palaeomagnetically viable, long-lived and all-inclusive Rodinia supercontinent reconstruction. Geological Society, London, Special Publications, 327(1), 371-404.

Gibbs, M. T., Rees, P. M., Kutzbach, J. E., Ziegler, A. M., Behling, P. J., & Rowley, D. B. (2002). Simulations of Permian climate and comparisons with climate-sensitive sediments. The Journal of Geology, 110(1), 33-55.

Rees, P. M., Gibbs, M. T., Ziegler, A. M., Kutzbach, J. E., & Behling, P. J. (1999). Permian climates: evaluating model predictions using global paleobotanical data. Geology, 27(10), 891-894.

Rees, P. M., Ziegler, A. M., Gibbs, M. T., Kutzbach, J. E., Behling, P. J., & Rowley, D. B. (2002). Permian phytogeographic patterns and climate data/model comparisons. The Journal of Geology, 110(1), 1-31.

Roscher, M., Stordal, F., & Svensen, H. (2011). The effect of global warming and global cooling on the distribution of the latest Permian climate zones. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 309(3-4), 186-200.

Tabor, N. J., & Poulsen, C. J. (2008). Palaeoclimate across the Late Pennsylvanian–Early Permian tropical palaeolatitudes: a review of climate indicators, their distribution, and relation to palaeophysiographic climate factors. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 268(3-4), 293-310.

Ziegler, A., Eshel, G., Rees, P. M., Rothfus, T., Rowley, D., & Sunderlin, D. (2003). Tracing the tropics across land and sea: Permian to present. Lethaia, 36(3), 227-254.

Kan het vulkanische model gipshoeden verklaren?

Afgelopen zomer heb ik in een serie het vulkanische model voor het ontstaan van zoutlagen van Stef Heerema besproken. Daarbij heb ik ook aandacht besteed aan gipshoeden, een laag van anhydriet, gips en kalk die als een hoed bovenop sommige zoutpijlers ligt. Volgens Heerema ontstond deze gipshoed als een oprijzende zoutpijler (van vloeibaar zout) het water boven de pijler wegkookte. Het calciumsulfaat en -carbonaat in het zeewater bleef achter op de pijler. Oorspronkelijk was dit een zeer belangrijk onderdeel van Heerema’s hypothese; de basis van zijn claim dat het water tijdens de zondvloed zoet was. In zijn publicatie in het Journal of Creation schrijft hij met Gert-Jan van Heugten:

Iedere zoutpijler heeft een gipshoed voornamelijk bestaande uit CaCO3 en CaSO4. Dit kan zijn afgezet uit mineraalrijk vloedwater dat in contact met de omhoogkomende pijler veranderde in stoom (…).

In zijn oudste presentatie die online beschikbaar is laat Heerema al een afbeelding van zo’n gipshoed zien, die ik hieronder ook heb weergegeven. Over de gangbare theorie die het ontstaan van deze hoeden verklaart, heb ik eerder kort geschreven. Nu wil ik focussen op de verklaring van Stef Heerema.

Bron: http://www.0095.info/nl/index_linkenpagina_afbeeldingenvideoheerenga.html

Het eerste wat mij aan de afbeelding opvalt, is dat een gipshoed uit meerdere lagen bestaat. Onderop vinden we een laag anhydriet, daarboven gips en daarboven kalk. Hoe zijn die drie lagen ontstaan? Als je water verdampt, is het eerste wat neerslaat kalk, daarna pas gips. Je zou dus eerst een laag kalk verwachten en daarboven een mengsel van kalk en gips. Dat is niet het geval. Heerema heeft zijn verklaring voor dit feit nog niet bekendgemaakt.

In een gipshoed kan nog veel meer gevonden worden dan alleen gips en kalk. Zo worden in sommige gipshoeden ‘exotische blokken’ gevonden, stukken gesteente die afkomstig zijn van lagen onder het zout. Deze zijn dus door de zoutpijler omhooggekomen en in de gipshoed achtergebleven. Maar volgens het vulkanische model is de gipshoed nooit onderdeel van de zoutpijler geweest, de hoed is een laag die bovenop het zout is afgezet. Hoe kunnen er dan gesteenten van onder het zout in terecht zijn gekomen?

De laag van anhydriet en gips is in sommige gipshoeden wel driehonderd meter dik, en hoeden van 150 meter zijn geen uitzondering. We kunnen rekenen aan de hoeveelheid water die nodig is om een dergelijke hoeveelheid gips te leveren. Uitgaande van de huidige concentratie is er voor één meter gips ruim 1100 meter water nodig. 150 meter gips staat dan gelijk aan 173.000 meter water. Dit water moet opgewarmd worden en verdampen. Onder hoge druk heb je een veel hogere temperatuur nodig om water te koken; ik ga uit van 90 graden opwarming. In totaal kom ik op 4,56*1014 Joule benodigde warmte.

Kan het zout die warmte leveren? Het is lastig om dat te bepalen, omdat de afkoeling van zout steeds langzamer gaat. Op een gegeven moment moet de warmte van het stollende zout door een dikke laag vast zout voordat het het zeewater bereikt. De warmteafgifte is dan niet meer groot genoeg om het water te laten koken. Ik ga er daarom van uit dat alleen de bovenste honderd meter zout snel genoeg is afgekoeld om met de vrijgekomen warmte het water te laten koken. De vrijgekomen warmte zit deels in het afkoelen van het zout en deels in de warmte die vrijkomt tijdens het stollingsproces. In totaal kom ik voor honderd meter zout dat 900 graden afkoelt (bijvoorbeeld van 1000 graden naar 100 graden) op een vrijgekomen warmte van 3,35*1011 Joule.

Tussen de benodigde warmte en de vrijgekomen warmte zit ruim een factor 1000 verschil. Hoe kan dat binnen het vulkanische model opgelost worden? Merk op dat Heerema schrijft over ‘mineraalrijk vloedwater’. Misschien zat er tijdens de zondvloed veel meer calciumsulfaat in het zeewater. Dit lost het probleem helaas niet op, om twee redenen. Ten eerste is de verklaring nogal ad hoc en moet je uitleggen waar al dat calciumsulfaat gebleven is. Ten tweede is de maximale oplosbaarheid van calciumsulfaat maar vijf keer zo groot als wat er momenteel in het zeewater zit, dus dat is bij lange na niet voldoende voor een echte oplossing. Bovendien neemt de oplosbaarheid af bij hogere temperaturen.

Het vulkanische model kampt dus met drie problemen wat gipshoeden betreft. Ten eerste is er de gelaagdheid in gipshoeden, die niet verwacht wordt als ze het resultaat zijn van wegkokend water. Ten tweede zijn exotische blokken van onder de zoutlaag een aanwijzing dat gipshoeden ontstaan uit de zoutpijler. Ten derde zijn gipshoeden veel te dik om ontstaan te zijn door zeewater dat werd gekookt door de warmte van het afkoelende zout. Ik heb Stef Heerema in een discussie op Youtube (die om onduidelijke redenen is verwijderd) gevraagd of hij een oplossing had voor de eerste twee problemen. Zijn antwoord was ‘yes’. In zijn presentatie van elf jaar geleden beweerde hij ook al een antwoord te hebben, zonder het te geven. We wachten in spanning af wanneer hij met deze oplossingen naar buiten komt.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (17): Thermometers in het zout

Inleiding

In deze serie over aanwijzingen dat de Paleozoïsche gesteenten niet tijdens de zondvloed zijn gevormd, zijn al veel interessante geologische fenomenen langsgekomen. Toch zou ik het onderwerp van dit deel willen uitroepen tot het meest fascinerende. Dat kan te maken hebben met mijn eigen interesse voor zout, maar het terugzien van dagelijkse temperatuurschommelingen in een gesteente van meer dan 270 miljoen jaar oud is toch wel iets waardoor je je even ver terug in de tijd waant.

In deze blogpost zal ik uitleggen hoe die ontdekking mogelijk was en waarom zij een probleem vormt voor de zondvloedgeologie. Ik focus daarbij op één specifieke studie (Benison & Goldstein 1999), hoewel ik er verschillende had kunnen gebruiken.

Creationisten over zout

Er zijn onder creationisten grofweg twee manieren om het ontstaan van zoutlagen tijdens de zondvloed te verklaren. Beide modellen zijn vooralsnog niet goed uitgewerkt, zodat er veel onduidelijkheden zijn over de details van de verschillende scenario’s. Ik ben dan ook niet van plan om in deze blogpost deze modellen in detail te bespreken, maar ik zal ze kort benoemen.

Het eerste model is ontwikkeld door Stef Heerema en veronderstelt dat zoutlagen het resultaat zijn van vulkanische activiteit. Een uitgebreide bespreking van dit model vindt u hier. Het onderwerp van deze blogpost is voor dit model het meest problematisch. Daarom zal ik vooral focussen op het tweede model, dat zoutlagen ziet als het product van hydrothermale activiteit. Dat kan op verschillende manieren. Zout kan neerslaan als zeer heet water met een grote hoeveelheid opgelost zout door een temperatuur- of drukvermindering zijn oplossend vermogen kwijtraakt. Andersom kan een temperatuurstijging er ook voor zorgen dat zeewater in de superkritische fase belandt, waarna er ook zout neerslaat. In ieder geval gaat het om water dat enkele honderden graden was, want onder normale oppervlakteomstandigheden kun je onmogelijk snel genoeg een zoutlaag vormen.

Vloeistofinclusies

Wanneer zout snel neerslaat, worden vaak grote hoeveelheden van het water waarin het zout zich bevond ingesloten. Dit water bevindt zich in kleine belletjes (inclusies) in het zout. Deze vloeistofinclusies zijn op verschillende manieren te onderscheiden van water dat na de vorming van de zoutlaag het zout is binnengedrongen. Figuur 9 van Benison en Goldstein (1999) laat dit goed zien. De primaire inclusies zijn vierkant, wat het resultaat is van de kristalvorm van haliet, terwijl secundaire inclusies onregelmatige druppelvormen hebben. De primaire inclusies liggen in banden evenwijdig aan de groeilijnen van het haliet, terwijl de secundaire inclusies deze groeilijnen doorbreken. Benison en Goldstein noemen ook verschillende manier om diagenese en vervorming van de inclusies uit te sluiten.

Vloeistofinclusies kunnen gebruikt worden om de temperatuur van het water op het moment dat de omliggende halietkristallen zich vormden. Dit gebeurt door inclusies met alleen vloeistof (en geen gas) af te koelen tot een deel van de inclusie overgaat in gasfase. Na opwarming wordt bepaald op welk moment dit gas weer oplost in het water. De temperatuur waarop dat gebeurt, wordt de homogenisatietemperatuur genoemd en moet ongeveer de oorspronkelijke temperatuur van de vloeistof zijn geweest. Roberts en Spencer (1995) hebben homogenisatietemperaturen van vloeistofinclusies in het zout van Death Valley vergeleken met gemeten watertemperaturen. De metingen bleken zeer goed met elkaar overeen te komen, ook als het zout pas werd verzameld in een periode waarin de watertemperatuur hoger lag dan ten tijde van de vorming.

Je kunt homogenisatietemperaturen niet zomaar gelijkstellen aan de oorspronkelijke vormingstemperatuur. De methode is het nauwkeurigst als atmosferische gassen maximaal zijn opgelost in het water. Dat betekent dat het water goed gemengd en/of zeer ondiep moet zijn. Homogenisatietemperaturen zijn in creationistische modellen dus niet zomaar te gebruiken en kunnen dus ook niet direct gebruikt worden als argument tegen deze modellen. De studie van Benison en Goldstein (1999) brengt daar echter verandering in.

Sedimentologie

Benison en Goldstein bestudeerden vloeistofinclusies in het zout van de Nippewalla Group uit het Perm in Kansas. Hierboven is al voor een deel beschreven hoe zij uitgebreid zijn nagegaan of zij te maken hadden met primaire of secundaire vloeistofinclusies. Op basis van een groot aantal criteria concludeerden zij dat de homogenisatietemperaturen van de bestudeerde vloeistofinclusies indicatief moeten zijn voor de oorspronkelijke watertemperatuur. Dit had ook alles te maken met de zoutlaag die zij bestudeerden.

De zoutlaag die onderdeel uitmaakt van de Nippewalla Group is geen dikke zoutlaag. Hij bevindt zich in een context van red beds, die doorgaans worden geïnterpreteerd als continentale afzettingen, wat ook bevestigd wordt door de aanwezigheid van plantenfossielen. Het zout zelf bevindt zich in een serie van karakteristieke cycli. Deze beginnen met een grijze, siliciklastische mudstone, vervolgens gelaagd anhydriet en daarna gelaagd haliet. Dit duidt op een toenemende zoutconcentratie, waarbij eerst gips en vervolgens haliet wordt afgezet. Het anhydriet bevat nog altijd de oorspronkelijke kristallisatievormen van gips en daarnaast zijn er ook desiccation cracks en golfribbels te zien. Deze duiden op ondiep water dat regelmatig droog kwam te staan.

Het haliet bevat ook verschillende kenmerken die duiden op afzetting in ondiep water. Oplossingsoppervlakken met daarboven een modderlaagje duiden op periodes van overstroming, terwijl zoutkorsten duiden op periodes van opdroging. In het zout bevinden zich halietschuitjes die doorgaans worden gevormd door kristallen die op het oppervlak van het water blijven drijven, daar aangroeien en vervolgens door wind of golven naar de bodem zinken.

De belangrijkste kristallisatievorm is echter het chevronhaliet, dat bestaat uit lichte en donkere banden die in knikken van negentig graden lopen. Chevronhaliet vormt op de bodem van het bekken. De donkere banden bevatten veel vloeistofinclusies terwijl de lichte banden daar bijna helemaal vrij van zijn. Omdat de hoeveelheid vloeistofinclusies een indicatie is voor de snelheid van zoutafzetting, kan dit geïnterpreteerd worden als afwisselingen in de snelheid van zoutprecipitatie.

Temperaturen

De auteurs interpreteren de afzettingsomstandigheden van de zoutlaag van de Nippewalla Group als een zeer ondiepe zoutpan met een waterstand van ongeveer een meter. Als dat inderdaad zo is, kunnen de homogenisatietemperaturen van de vloeistofinclusies gebruikt worden om de watertemperatuur van deze zoutpan te berekenen. Dat hebben de auteurs dan ook gedaan. De homogenisatietemperaturen vielen in een mooie normaalverdeling tussen de 21 en 50 graden Celsius. Dat komt goed overeen met de watertemperaturen van zoutmeren en -pannen. Het wordt echter nog mooier, want de auteurs hebben nauwkeurig gekeken naar de positie van de vloeistofinclusies met paleotemperatuur in het chevronhaliet.

Zoals gezegd bestaat chevronhaliet uit geknikte donkere en lichte banden. De basis van iedere donkere band bevatte vloeistofinclusies met zeer hoge temperaturen. In de onderstaande figuur van Benison en Goldstein (1999) is bijvoorbeeld te zien hoe de temperatuur aan de basis van een donkere band ongeveer 50 graden is. Die temperatuur neemt sterk af, waarbij de temperatuur aan de top van de band ongeveer 24 graden is. In de lichte band neemt de temperatuur weer toe tot het maximum aan de basis van de volgende donkere band weer bereikt wordt. De donkere banden vertonen dus een afname in temperatuur en de lichte banden een toename. In Figuur 15 is dit voor meerdere samples te zien.

Blogserie 17
Bron: https://www.researchgate.net/publication/223899412_Permian_paleoclimate_data_from_fluid_inclusions_in_halite/figures?lo=1

Hoe kunnen deze schommelingen verklaard worden? Benison en Goldstein stellen een heel eenvoudige verklaring voor. Een couplet van een lichte en donkere band representeren samen één dag. ’s Ochtends, als het water nog relatief koel is, is de precipitatiesnelheid laag en wordt de witte band met weinig inclusies gevormd. ’s Middags, als de watertemperatuur op zijn hoogst is, versnelt de precipitatie en wordt de donkere band met veel inclusies gevormd. De gemeten temperaturen komen met dit scenario overeen. De banden zijn enkele honderden micrometers dik, wat goed overeenkomt met jaarlijkse precipitatiesnelheden van enkele centimeters.

Het probleem

Het probleem voor de zondvloedgeologie is dat alle gegevens perfect met elkaar overeenstemmen en leiden tot een beeld van een ondiepe natuurlijke zoutpan, waarin zout wordt gevormd met de snelheid van enkele centimeters per jaar. De sedimenten en fossielen onder en boven het zout wijzen op continentale omstandigheden. In het zout zelf zijn verschillende aanwijzingen van ondiep water: golfribbels, desiccation cracks, zoutkorsten, oplossingsoppervlakken, halietschuitjes, enzovoorts. De homogenisatietemperaturen van de vloeistofinclusies komen goed overeen met de watertemperatuur in een zoutpan. De afwisselingen tussen hoge en lage temperaturen in het chevronhaliet wijzen op snelle dagelijkse afwisselingen in de watertemperaturen, wat ook weer wijst op zeer ondiep water.

Creationisten moeten voor al deze aanwijzingen andere verklaringen zoeken. Voorstanders van vulkanisch zout moeten de temperatuurschommelingen zien te verklaren in een heel andere context. Dat wordt problematisch, omdat de homogenisatietemperaturen niets met de oorspronkelijke temperatuur van de lava te maken kunnen hebben; daarvoor zijn ze veel te laag. Sowieso vereist dit model nog een goede verklaring voor letterlijk ieder aspect het zout van de Nippewalla Group dat ik hierboven genoemd heb.

Ook hydrothermaal zout lijkt geen goede verklaring voor deze zoutlaag. De paleotemperaturen wijzen op afzetting onder normale watertemperaturen en de temperatuurschommelingen zijn niet goed te verklaren in diep water. Ook de andere sedimentologische kenmerken van de zoutlaag zijn problematisch. Daarnaast zouden dagelijkse temperatuurschommelingen onverenigbaar zijn met snelle zoutafzetting. Het gaat immers om veranderingen op de schaal van millimeters, terwijl creationisten verklaringen moeten zoeken waardoor tientallen meters zout per dag gevormd kan worden. Schommelingen zichtbaar op millimeterschaal zouden dan enkele seconden moeten hebben geduurd.

De studie van Benison en Goldstein laat zien dat creationistische modellen voor het ontstaan van zoutlagen verklaringskracht missen. Alle sedimentologische kenmerken wijzen op een indampingsgeschiedenis in ondiep water. De gemeten homogenisatietemperaturen wijzen op enkele honderden micrometers zoutafzetting per dag, waarbij de dagelijkse temperatuurschommelingen bewaard zijn gebleven in het zout.

Referenties

Benison, K. C., & Goldstein, R. H. (1999). Permian paleoclimate data from fluid inclusions in halite. Chemical Geology, 154(1-4), 113-132.

Roberts, S. M., & Spencer, R. J. (1995). Paleotemperatures preserved in fluid inclusions in halite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59(19), 3929-3942.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (16): Uitgedroogde longvissen

Inleiding

We zijn al weer bij de laatste periode van het Paleozoïcum gekomen: het Perm. Tijdens het Perm lagen alle continenten tegen elkaar aan en vormde zich het supercontinent Pangea. Een groot deel van de landmassa lag daardoor ver van de oceaan af, wat resulteerde in veel droge gebieden. Er zijn dan ook veel voorbeelden te geven van afzettingen die sporen bevatten die niet goed overeenkomen met de zondvloed. Het is dan ook niet verwonderlijk dat er in Europa (en in Nederland) veel creationisten zijn die stellen dat het Perm een periode na de afloop van de zondvloed was. Estivatieholen zouden heel goed een van deze redenen kunnen zijn.

Estivatie

Afrikaanse longvissen hebben naast kieuwen een soort primitieve longen waardoor ze naar lucht kunnen happen. Dat doen ze onder normale omstandigheden dan ook enkele keren per uur. De vis leeft in rivier- en moerasgebieden in centraal Afrika, waar een lange, hete zomer ervoor kan zorgen dat het leefgebied van de longvis uitdroogt. De longvis kan een dergelijke periode overleven door estivatie. De vis graaft dan een gat in de modder en hult zich in een cocon van slijm, waarin hij maanden tot zelfs jaren kan overleven. Meestal verblijft de longvis enkele maanden in dit hol en verlaat hij deze weer tijdens het regenseizoen.

Blogserie 16
Bron: https://nl.wikipedia.org/wiki/West-Afrikaanse_longvis#/media/Bestand:G%C5%91tehal-2.jpg

Estivatieholen

De estivatieholen van longvissen komen voor in alle gesteenten jonger dan het Devoon. Zeker in het Perm is een aantal mooie voorbeelden aan te wijzen. In deze blogpost wil ik de aandacht richten op één afzetting uit het Beneden-Perm in Kansas (McCahon & Miller 2015). Op drie verschillende niveaus is daar een groot aantal estivatieholen van longvissen gevonden. Deze holen bevinden zich in zogenaamde paleosols, fossiele bodems. Het gaat om een fijnkorrelig, geoxideerd gesteente met talloze wortelstructuren en andere sporen van bioturbatie dat uit hoekige blokjes (angular peds) bestaat. In de paleosols bevinden zich ook mangaan- en ijzeroxiden, die vooral voorkomen in semi-aride bodems. De auteurs interpreteren het klimaat op basis van de paleosols als een warm klimaat dat sterk beïnvloed werd door moessons. Dat komt overeen met het klimaat in het leefgebied van longvissen die estivatieholen maken. Tussen de paleosols bevinden zich siltlagen, waarmee de holen ook opgevuld zijn.

In de holen zelf bevinden zich in 70 procent van de gevallen de gedisarticuleerde botten van longvissen. In een enkel geval overlappen de holen. Rond de holen bevindt zich een halo van verkleurd gesteente als gevolg van oxidatie, wat veroorzaakt werd door het feit dat de wanden van holen in direct contact stonden met lucht of water. Daarnaast bevindt zich in de buurt van de holen een deels gearticuleerd skelet van een amfibie, die vaak wordt gevonden in associatie met longvissen en waarschijnlijk daarop jaagde.

Het probleem

Estivatieholen worden door longvissen gevormd om uitdroging te voorkomen. Dat past natuurlijk niet goed bij een wereldwijde overstroming, maar misschien is er in eerste instantie een oplossing mogelijk. Stel dat deze longvissen tijdens de zondvloed op een plek terechtkwamen die door tektoniek of getijden droog kwam te liggen, zouden ze zichzelf dan misschien in een reflex ingraven in de ondergrond? Dat valt niet uit te sluiten, maar komt toch niet overeen met de waarnemingen. Ten eerste zou je dan verwachten dat de longvisholen in een willekeurig type sediment zijn begraven, het sediment waar ze door het zondvloedwater op gedeponeerd zijn. De estivatieholen bevinden zich echter in paleosols die de leefomgeving van de longvissen reflecteren, inclusief een bijbehorend amfibiefossiel. Ten tweede bevinden de holen zich op meerdere niveaus, wat betekent dat het zondvloedwater meerdere keren longvissen op dezelfde plek zou hebben gebracht die dan steeds zichzelf ingroeven. Ten derde wijzen overlappende estivatieholen op meerdere episodes van ingraving in dezelfde laag, wat op langzame sedimentatie wijst. Ook de halo van geoxideerd sediment wijst erop dat het lang heeft geduurd voor de holen werden opgevuld. Ten vierde zou je bij snelle sedimentatie tijdens de zondvloed verwachten dat vrijwel alle longvissen verrast werden met een snelle bedekking van sediment, waardoor ze gearticuleerd bewaard zijn gebleven in hun holen. Echter, 30 procent van de holen is leeg en de botten van de vissen in de andere estivatieholen zijn gedisarticuleerd. De zondvloedgeologie mist dus de verklaringskracht van de hypothese dat deze holen zijn ontstaan door estiverende longvissen die zichzelf tijdens droge zomers ingroeven.

Referentie

McCahon, T. J., & Miller, K. B. (2015). Environmental significance of lungfish burrows (Gnathorhiza) within Lower Permian (Wolfcampian) paleosols of the US midcontinent. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 435, 1-12.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (15): Een hoge zuurstofconcentratie

Inleiding

Hoe zag de wereld voor de zondvloed eruit? Creationisten verschillen daarover van mening, omdat deze informatie gehaald zou kunnen worden uit de sedimenten die voorafgaand aan de zondvloed zijn gevormd en de organismen die tijdens de zondvloed zijn gefossiliseerd. Maar dan moet je natuurlijk wel weten welke gesteenten afkomstig zijn van voor en tijdens de zondvloed. En dat is precies waarover creationisten van mening verschillen. In de inleiding van deze serie gaf ik echter al aan dat er min of meer een consensus heerst dat de gesteenten van het Paleozoïcum tijdens de zondvloed gevormd zijn. En de fossielen in die fossielen wijzen soms op bijzondere omstandigheden. Maar passen die omstandigheden ook bij een wereld die overstroomd werd door een wereldwijde vloed?

Zuurstofconcentraties

Het is lastig om te bepalen hoe de atmosfeer er in het geologische verleden uitzag. Soms lukt dit met luchtbelletjes in ijs of barnsteen, maar voor het Paleozoïcum zijn zulke luchtbelletjes niet vaak voorradig. Geologen gebruiken dan een proxy, iets wat wel gemeten kan worden en direct correleert met datgene wat je wilt meten. In een eerdere aflevering zagen we al hoe de paleotemperatuur wordt gemeten met behulp van zuurstofisotopen, en koolstofisotopen vormen een proxy voor de CO2-concentratie.

Voor de zuurstofconcentratie in de atmosfeer zijn verschillende proxies gebruikt, zoals de begraving van koolstof en zwavel in sedimenten (Berner & Canfield 1989), houtskool in moerasafzettingen (Glasspool & Scott 2010) en koolstofisotopen (Berner 2009). Deze methodes laten verschillende resultaten zien, vooral in de amplitude van de schommelingen en schommelingen op korte tijdschaal. Het algemene plaatje is echter hetzelfde. Tijdens het Paleozoïcum was de zuurstofconcentratie ongeveer gelijk met tegenwoordig, totdat deze in het Carboon opeens omhoogschoot en rond de 300 miljoen jaar geleden een piek bereikte, de all time high van de zuurstofconcentratie.. Hierna daalde de zuurstofconcentratie om in het Trias de laagste concentratie van het Fanerozoïcum te bereiken. Vervolgens steeg de concentratie tot boven de huidige waarde, waarna er vanaf het Krijt een daling werd ingezet.

Limiterende factor

Tijdens het Carboon was er dus een maximum als het gaat om de zuurstofconcentratie. Dat blijkt uit de proxies die gebruikt zijn om deze te berekenen. De vraag is nu wat een dergelijke zuurstofconcentratie voor effect zou hebben. Uit onderzoek blijkt dat de zuurstofconcentratie een limiterende factor is voor de grootte van insecten (Kaiser et al. 2007). Insecten en andere geleedpotigen hebben namelijk geen geavanceerde systemen om zuurstofopname te optimaliseren. Zuurstofopname is daarom lastiger, en Kaiser et al. ontdekten dat grote insecten een groter deel van hun massa nodig hebben voor tracheeën. Daardoor wordt zuurstofopname een limiterende factor voor de grootte van het insect. Een hogere zuurstofconcentratie zou het mogelijk maken dat insecten groter worden. Ook voor het vliegen is een hogere partiële zuurstofdruk gunstig (Dudley 1998).

Blogserie 15
Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Carboniferous#/media/File:Meganeura.jpg

Gevolgen

De hoge zuurstofconcentratie tijdens het Carboon had grote gevolgen voor de flora en fauna (Graham et al. 1995). Het meest markant is natuurlijk het gigantisme onder insecten, andere geleedpotigen en een brachipode in deze periode. Vooral (maar niet uitsluitend) de vliegende insecten (libellen, eendagsvliegen, Palaeodictyoptera) werden erg groot, met als bekendste voorbeeld dat libellen spanwijdtes tot 70 centimeter konden bereiken. Deze organismen stierven in het Perm allemaal uit, wat precies de verwachting is als ze alleen konden overleven in hogere zuurstofconcentraties.

Het probleem

Op basis van de reuzenfauna uit het Carboon hebben verschillende creationisten geopperd dat er in de wereld voor de zondvloed een hogere zuurstofconcentratie was. Dat brengt twee problemen met zich mee. Ten eerste zijn er geen aanwijzingen voor een hoge zuurstofconcentratie voorafgaand aan het Carboon. Ten tweede zijn er ook tal van periodes in de geologische geschiedenis waarin geen reuzenfauna aanwezig was en die volgens dezelfde creationisten ook periodes (of ecologische zones) tijdens de zondvloed weerspiegelen. Verdedigers van het rekolonisatiemodel (waarbinnen de zondvloed eindigde op de grens van het Carboon en het Perm) hebben het wat dat betreft makkelijker, omdat er voorafgaand aan het Carboon niet veel terrestrische fossielen worden gevonden. Toch zullen ook zij moeten verklaren waarom de periode waarin de reuzenfauna aanwezig is precies overeenkomt met de tijd waarvan de proxies laten zien dat in die periode de zuurstofconcentratie hoger was dan ooit.

Ik denk niet dat dit probleem gemakkelijk op te lossen is, en het staat voor een groter probleem waar het ook al over ging in het deel over de Ordovicische ijstijd. Proxies en andere gegevens laten zien hoe het systeem aarde tijdens het Paleozoïcum is veranderd. CO2-concentraties zijn gestegen en gedaald, de temperatuur is veranderd, zuurstofconcentraties schommelden, aardplaten zijn verschoven en ook de biologische aspecten van de leefomgeving van planten en dieren zijn veranderd. Nu is dat niet per se een probleem voor de zondvloedgeologie, maar dat wordt het wel als blijkt deze veranderingen andere processen in gang lijken te zetten. Het is niet in de lijn der verwachting dat glaciogene structuren gevonden worden wanneer de proxies zeggen dat het koud was, of dat een reuzenfauna gevonden wordt als proxies zeggen dat de zuurstofconcentratie hoog was. Creationisten zouden daarom onderzoek moeten doen hoe dergelijke gelijktijdige veranderingen met een (schijnbaar) causaal verband tijdens de zondvloed konden ontstaan toen dat causale verband er helemaal niet kon zijn.

Referenties

Berner, R. A., & Canfield, D. E. (1989). A new model for atmospheric oxygen over Phanerozoic time. American Journal of Science, 289(4), 333-361.

Berner, R. A. (2009). Phanerozoic atmospheric oxygen: New results using the GEOCARBSULF model. American Journal of Science, 309(7), 603-606.

Dudley, R. (1998). Atmospheric oxygen, giant Paleozoic insects and the evolution of aerial locomotor performance. Journal of Experimental Biology, 201(8), 1043-1050.

Glasspool, I. J., & Scott, A. C. (2010). Phanerozoic concentrations of atmospheric oxygen reconstructed from sedimentary charcoal. Nature Geoscience, 3(9), 627-630.

Graham, J. B., Aguilar, N. M., Dudley, R., & Gans, C. (1995). Implications of the late Palaeozoic oxygen pulse for physiology and evolution. Nature, 375(6527), 117-120.

Kaiser, A., Klok, C. J., Socha, J. J., Lee, W. K., Quinlan, M. C., & Harrison, J. F. (2007). Increase in tracheal investment with beetle size supports hypothesis of oxygen limitation on insect gigantism. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(32), 13198-13203.

Historische en experimentele wetenschap

Creationisten maken vaak onderscheid tussen verschillende vormen van wetenschap. Uit een grote verzameling van mogelijkheden geef ik hier twee citaten waarin creationisten hun onderscheid uiteenzetten. Het eerste citaat is van Jan van Meerten:

In de wetenschapsbeoefening dienen we helder te hebben dat er drie vormen van wetenschapsbeoefening zijn (1) experimentele, (2) observationele en (3) historische wetenschap De schoen tussen gelovigen en ongelovigen, maar ook tussen gelovigen onderling, wringt vaak bij vorm 3.

Het tweede citaat is van Gert-Jan van Heugten:

Het klopt dat wetenschap is wat je kunt zien en meten. Maar dat geldt eigenlijk alleen voor experimentele wetenschap zoals natuurkunde en scheikunde. Bij historische wetenschap, zoals geologie en paleontologie, bestudeer je iets in het heden wat je iets over het verleden vertelt. Dan moet je altijd aannames doen omdat je er zelf in het verleden niet bij was. In die zin zijn die historische wetenschappen eigenlijk niet het soort wetenschap dat zij beschrijft met meten en weten. Je kunt het vergelijken met een puzzel. Je hebt allemaal verschillende puzzelstukjes, maar je hebt niet het voorbeeldplaatje dat normaal gesproken op de doos staat.

Door het onderscheid tussen historische en experimentele (en/of observationele) wetenschap kunnen creationisten uitleggen waarom zij de bevindingen van bijvoorbeeld scheikundigen of geneeskundigen wel accepteren, maar niet de theorieën die binnen de geologie en kosmologie gangbaar zijn. Vaak gaat dit gepaard met een beroep op het gebruik van onbewezen aannames binnen de historische wetenschap, zoals dat ook in het citaat van Van Heugten het geval is. In deze blogpost wil ik uitzoeken of het gemaakte onderscheid terecht is.

Inductie en abductie

Binnen de wetenschap (en daarbuiten) zijn er drie redeneervormen die gebruikt worden. De eerste is deductie: een logisch geldige afleiding uit premissen. Het probleem met deductie is dat het in de wetenschap eigenlijk nooit mogelijk is om iets te bewijzen, je werkt met waarschijnlijkheden. Daarom wordt deze methode vooral gebruikt in de wiskunde, maar binnen de wetenschap speelt zij een rol als het gaat om afleidingen vanuit definities of implicaties van theorieën; echt nieuwe kennis verwerf je er echter niet mee.

De tweede methode, de bekendste binnen de wetenschap, is inductie. Inductie is het afleiden van een algemene regel uit een verzameling van observaties. Zo kun je aan de hand van vallende voorwerpen afleiden dat er zoiets bestaat als zwaartekracht; of door een aantal proeven met vuur te doen kun je bepalen dat een stof brandwerend is. Deze methode gebruik je als je een (laboratorium)experiment verricht: door variabelen te veranderen en controleproeven te doen, kun je de wetten afleiden die datgene wat je onderzoekt bepalen.

De minst bekende redeneermethode is abductie, ook wel bekend als inference to the best explanation. In een abductie zoek je een verklaring voor een bepaalde waarneming. Je legt alle mogelijke verklaring naast elkaar en bepaalt hoe waarschijnlijk ze zijn. Vervolgens kies je de meest waarschijnlijke. De waarschijnlijkheid van de beste verklaring ten opzichte van alle andere bepaalt hoe zeker je abductie is. Deze methode gebruik je om sporen uit het verleden te verklaren, of dat nu binnen de geologie, de geschiedenis of forensisch onderzoek is.

Van Meerten, Van Heugten c.s. stellen dus dat er een onderscheid gemaakt moet worden tussen experimentele en historische wetenschap, omdat de eerste gebruikmaakt van inductie en de tweede van abductie. Van Heugten stelt daarbij dat je voor abductie aannames moet doen; dat klopt. Hoe waarschijnlijk je een hypothese vindt, hangt voor een groot deel af van de a priori waarschijnlijkheiddie je deze verklaring toekent. Dat is de waarschijnlijkheid die losstaat van de observatie die je probeert te verklaren. Als de melk uit de koelkast is verdwenen, wordt dat uitstekend verklaard door de hypothese dat aliens de melk hebben meegenomen. Die verklaring is a priori echter erg onwaarschijnlijk.

Omdat creationisten andere ideeën hebben over het verleden dan de meeste wetenschappers, schatten zij veel a priori waarschijnlijkheden heel anders in. Geologen zullen verklaringen die gebruikmaken van een zondvloed of die de geldigheid van radio-isotopendateringen ontkennen een heel lage waarschijnlijkheid toekennen, maar creationisten vinden dergelijke hypotheses juist heel aannemelijk. Ik zal hier later op terugkomen; eerst is er de vraag: is experimentele wetenschap inderdaad betrouwbaarder dan historische wetenschap?

Het inductieprobleem

Een van de grootste problemen binnen de wetenschapsfilosofie is het inductieprobleem, dat voor het eerst helder werd geformuleerd door David Hume. In een inductie trek je vanuit een beperkt aantal observaties een algemene conclusie. Logisch gezien is dat geen geldige redenering. Je kunt immers niet uitsluiten dat er een uitzondering op de regel is die je hebt gemist. Het feit dat alle voorwerpen die je hebt waargenomen naar beneden vallen, wil niet zeggen dat dit ook geldt voor voorwerpen over honderd jaar of voorwerpen in Burundi (aangenomen dat je daar niet bent geweest). Hoe kun je dan beweren dat er een universele zwaartekrachtwet is, een wet die niet alleen op aarde, maar in het hele heelal zou gelden?

Wetenschapsfilosofen hebben nog geen volledig antwoord gevonden op het inductieprobleem. Intuïtief voelen we aan dat inductie in veel gevallen geldig is (alle kennis die we door middel van ervaring hebben gekregen is inductieve kennis), maar logisch gezien klopt er iets niet. Net als in de historische wetenschap is er binnen de observationele wetenschap een belangrijke aanname, namelijk dat inductie werkt. Dit is dus geen uniek probleem voor historische wetenschap. Maar er is nog meer.

Een van de meest belovende oplossingen voor het inductieprobleem is dat inductie een bijzondere vorm van abductie is. Het zou dan als volgt werken. Door middel van een experiment heb je een serie gegevens verkregen, bijvoorbeeld dat een bepaald object iedere keer naar beneden viel. Nu zijn er twee competerende hypotheses. De eerste hypothese is dat het toevallig is dat het object in alle gevallen naar beneden viel – en niet naar boven of opzij. De tweede hypothese is dat het object is onderworpen aan een wet die bepaalt dat het naar beneden valt. De laatste verklaring is veel aannemelijker dan de eerste, omdat de waarnemingen veel beter worden verklaard. Door middel van abductie kun je dus aantonen dat een natuurwet de meest waarschijnlijke verklaring is.

Als inductie een vorm van abductie is, kun je lastig volhouden dat experimentele wetenschap betrouwbaarder is dan historische wetenschap. Beide vormen van wetenschap gebruiken dezelfde redeneervorm. Eerder zagen we dat deze redeneervorm een mogelijk probleem heeft: voor een specifieke toepassing spelen aannames een belangrijke rol. Ook in dit opzicht blijken de verschillende soorten wetenschap erg op elkaar te lijken.

Het actualiteitsprincipe

De aanname waar creationisten binnen de historische wetenschap tegenaan lopen is het zogenaamde actualiteitsprincipe. Kort gezegd stelt dit principe dat natuurwetten en -constanten door de tijd onveranderlijk zijn. Als gevolg daarvan zijn processen in het heden aan dezelfde wetten onderworpen als processen in het verleden. Hoewel dit principe niet logisch te bewijzen is, wordt het wel bevestigd door de verklarende kracht van geologische theorieën die van het actualiteitsprincipe gebruikmaken.

Creationisten verwerpen het actualiteitsprincipe echter. Dat is van groot belang voor de vraag welke verklaringen die je in een abductie afweegt aannemelijk zijn. Het probleem is dat er binnen de experimentele wetenschap net zo goed van het actualiteitsprincipe gebruikt wordt gemaakt. Laten we als voorbeeld een wetenschapper nemen die ’s ochtends twintig keer zoutzuur op kalksteen heeft gedruppeld. Elk van die twintig keer ging de kalksteen bruisen. ’s Avonds bestudeert de wetenschapper haar resultaten en zij concludeert dat kalksteen een chemische reactie aangaat met zoutzuur. Deze wetenschapper concludeert dit niet alleen voor het moment waarop het experiment plaatsvond, maar ook op het moment dat ze nadenkt. Ze leidt een wet af die ook in de toekomst geldig is, en die al geldig was voordat ze het experiment uitvoerde. Het actualiteitsprincipe blijkt algemeen gebruikt te worden voor het opstellen van natuurwetten, het toepassen van wetenschappelijke resultaten in de techniek en zelfs voor het vertrouwen op ons geheugen.

Opnieuw zien we dat historische wetenschap niet met een unieke aanname te maken heeft waar experimentele wetenschap vrij van is. Beide soorten wetenschap werken op dezelfde manier. Het lijkt erop dat er onvoldoende reden is om deze twee soorten te scheiden; in feite is het dezelfde soort wetenschap.

A posteriori waarschijnlijkheid

Je kunt abductie formaliseren met behulp van bayesiaanse kansrekening. Ik maakte daar eerder al gebruik van door te schrijven over ‘a priori waarschijnlijkheid’, in het Engels ‘prior probability’. In het voorbeeld van de verdwenen melk schreef ik ook al dat de verklaring de gebruikmaakt van aliens een lage a priori waarschijnlijkheid heeft, maar wel een grote verklarende kracht. Deze ‘verklarende kracht’ wordt ook wel ‘a posteriori waarschijnlijkheid’, je kijkt dan puur naar hoe goed een bepaalde hypothese de waarneming kan verklaren. Aannames over de a priori waarschijnlijkheid van die hypothese vallen dan weg. Creationistische hypotheses kunnen dan gewoon vergeleken worden met hypotheses uit de standaard geologie. Welke hypothese biedt de beste verklaring voor de waarnemingen? Dat is een vraag die ik hier op mijn blog probeer te beantwoorden voor de geologische feiten. Mijn uitdaging aan creationisten is om hieraan mee te doen. De discussie over a priori waarschijnlijkheid is belangrijk (en speelt zich naast wetenschappelijk ook op filosofische en theologisch terrein af), maar geen excuus om je achter te verschuilen om een discussie over de a posteriori waarschijnlijkheid uit de weg te gaan.

Geen zondvloed tijdens het Paleozoïcum (14): De Redwall Limestone

Inleiding

Voor het veertiende probleem voor de hypothese dat de Paleozoïsche gesteenten tijdens de zondvloed zijn gevormd, keren we terug naar de Grand Canyon. Het probleem dat ik in deze aflevering bespreek, is al bekend en werd als argument gebruikt door Young en Stearley (2008, p. 296-297) en Hill et al. (2016, p. 77-78, 103-105). Ik zal daarbij ook de kritiek van Caldwell (2017) bespreken om zo te onderzoeken of het argument nog altijd geldig is.

Paleokarst

De Redwall Limestone Formation bestaat – zoals de naam aangeeft – uit kalksteen. Oplossingsstructuren in kalksteen, zoals grotten en dolines, worden karst genoemd. Wanneer karst in het geologische verleden is gevormd, wordt het paleokarst genoemd. Karst wordt doorgaans gevormd in gelithificeerde kalksteen. De Redwall Limestone bevat karstverschijnselen, en deze paleokarst werd gevormd voordat de bovenliggende formatie uit het Carboon werd gevormd.

Paleokarstverschijnselen in de Redwall Limestone worden uitgebreid beschreven door McKee en Gutschick (1969, p. 74-85). Het contact tussen de Redwall Limestone en de Supai Group wordt gekenmerkt door verschillende richels van enkele meters diep, die gezien hun onregelmatige karakter waarschijnlijk ontstaan zijn door oplossing. De auteurs melden dat op sommige locaties het bovenliggende sediment diep is doorgedrongen in de kalksteen en spreken zelfs over caverns. Ze laten ook voorbeelden zien van holen van enkele meters diep. Het gebied ten zuiden van de Grand Canyon wordt aangeduid als een gebied met extensive solution. Op sommige plaatsen is een in situ conglomeraat te zien van stukken kalksteen die door oplossing verweerd zijn. Soms is er ook kalksteen te zien dat getransporteerd en door elkaar gemixt is.

Reactie GJ 2
Karstholte, opgevuld met zand, uit het Jura.

Surprise Canyon Formation

Op sommige plekken is de Redwall Limestone ingesneden door de Surprise Canyon (Beus 1986). De opgevulde kanalen zijn als sedimentaire lenzen in de Grand Canyon waarneembaar. Deze lenzen bestaan doorgaans uit een opeenvolging van conglomeraat, zandsteen, siltsteen en kalksteen. In het conglomeraat worden plantenfossielen gevonden in de vorm van pollen, takken, boomstammen en bladeren. De kalksteen bevat mariene fossielen en wordt geïnterpreteerd als afzettingen die ontstonden toen de zee het gebied overspoelde.

Kritiek van Caldwell

Een zekere J.N. Caldwell publiceerde in het Journal of Creation een kritiek op het gebruik van Hill et al. (2016) van de Suprise Canyon Formation als een argument tegen de zondvloedgeologie (Caldwell 2017).  Volgens hem is de Surprise Canyon uitzonderlijk diep voor een korte rivier en zou het onwaarschijnlijk zijn dat zo’n grote rivier door een karstlandschap zou stromen. Er zijn veel karstgebieden aan te wijzen waardoorheen rivieren van vergelijkbare lengte stromen, zoals de Li Jiang in China; dus dat is niet het probleem. De vraag is of de rivier die de Surprise Canyon heeft gevormd inderdaad extreem diep is. Op zijn diepst is de canyon 122 meter diep. Caldwell wijst erop dat er slechts drie rivieren in de wereld zijn die dieper zijn, en deze zijn minstens twintig keer zo lang.

Caldwell heeft echter niet de diepte van de rivier gemeten, maar de diepte van de canyon. Afgelopen zomervakantie heb ik in Zwitserland tientallen rivierdalen gezien die dieper waren dan de diepste rivieren ter wereld en ook hier is uiteraard een gedeelte opgevuld met sediment. Toch waren de meeste rivieren niet meer dan een paar meter diep. Rivierdalen zijn altijd veel dieper dan de rivieren zelf en dat was ook het geval bij de Surprise Canyon. Deze is namelijk voor een groot deel opgevuld door marien kalksteen, wat geïnterpreteerd wordt als het resultaat van een transgressie. Daar waar de Surprise Canyon Formation het diepste is, bestaat slechts zo’n dertig meter uit rivierafzettingen. En een rivier is ook niet net zo diep als de dikte van zijn afzettingen, wat je ook kunt zien uit het feit dat de rivierafzettingen in de Surprise Canyon Formation afwisselend uit conglomeraat en zandsteen bestaan. Dat wijst erop dat de vallei breder was dan de rivier, die door te migreren geleidelijk het dal opvulde. Caldwells vergelijking  tussen de diepte van de canyonafzettingen en de diepte van hedendaagse rivieren is dus incorrect en geen argument tegen de gangbare interpretatie van de Surprise Canyon Formation.

Zelf ziet Caldwell de formatie als het resultaat van scouring, maar hij vergeet daarbij te vermelden dat scours doorgaans worden opgevuld met sediment uit de bovenliggende laag, namelijk het sediment dat in het water aanwezig was dat voor de scouring zorgde. In dit geval gaat het echter om een successie van verschillende typen gesteenten in de canyon met daarboven de Supai Group, die uit andere gesteenten bestaat. Dit is dus geen aannemelijke verklaring.

Het probleem

Alle gegevens wijzen erop dat de Redwall Limestone (in geologisch perspectief) kort na zijn ontstaan droog kwam te liggen. Tijdens deze periode in het Carboon ontstond een karstlandschap waardoorheen een rivier stroomde die conglomeraat en plantenresten uit het achterland aanvoerde. Voor creationisten zijn hier meerdere problemen aanwezig. Ten eerste moet de Redwall Limestone al gelithificeerd zijn toen de karstholen ontstonden (anders zouden de grotten instorten en zou je geen conglomeraatresidu krijgen). Ten tweede is oplossing doorgaans een langzaam proces dat duizenden jaren duurt, terwijl de karststructuren in de Redwall Limestone veelvuldig aanwezig zijn. Ten derde is de Surprise Canyon Formation hoogstwaarschijnlijk een rivierafzetting die continentaal materiaal meevoerde. Deze drie verschijnselen passen dus helemaal niet in een zondvloedcontext.

Referenties

Beus, S. S. (1986). A geologic surprise in the Grand Canyon. Fieldnotes, Arizona Geological Survey, 16(3), 1-4.

Caldwell, J. N. (2017). Surprises in Surprise Canyon. Journal of Creation 31(1), 11-12.

Hill, C., Davidson, G., Ranney, W. and Helble, T. (2016). The Grand Canyon, Monument to an Ancient Earth. Kregel Publications, Grand Rapids.

McKee, E. D., & Gutschick, R. C. (1969). History of the Redwall Limestone of northern Arizona (Vol. 114). Geological Society of America.

Young, D. A. & Stearley, R. F. (2008). The Bible, Rocks and Time. IVP Academic.