Het Rijnmondgebied in het Vroeg Holoceen: inzichten uit een diepe put bij Blijdorp (Rotterdam) more

NR 3/4 2008 Jaargang 62 Nederlandse Geologische Vereniging Special: Kustontwikkeling Grondboor & Hamer is de tweemaandelijkse uitgave van de Nederlandse Geologische Vereniging. http://www.geologischevereniging.nl info@geologischevereniging.nl. Leden van de NGV ontvangen van elk nummer van Grondboor & Hamer één exemplaar kostenloos. Losse exemplaren zijn, voor zover nog voorradig, bij voorkeur via e-mail of brief te bestellen bij Eise Boonstra | Noord 15 | 2931 SJ Krimpen aan de Lek | 0180-515244 | bodeko@planet.nl cOlOfON redactie Hoofdredactie: Wim Hoogendoorn Eindredactie: Emile Gevers en Cees de Jong Beeldredactie: Emile Gevers Redactie: Ronald van Balen, Freek Busschers, Cees Laban en Rieks van der Straaten. commiSSie van advieS prof. dr. G.J. Boekschoten, prof. dr. J.E. van Hinte, prof. J.H.F. Kerp (Duitsland) kopij Graag per-mail of cd-rom opsturen naar het redactiesecretariaat:C. de Jong | Tapuitlaan 96 | 7905 CZ Hoogeveen | tel. 0528-267014 | jonghijs@ home.nl. Het tekstbestand moet geschreven zijn in Word en niet worden opgemaakt. De illustraties dienen apart en dus niet in het tekstbestand te worden aangeleverd, in een kwalitatief goede vorm (minimaal 300 dpi bij 10 x 15 cm). De hoofdredacteur bepaalt de geschiktheid voor plaatsing. Een of twee redactieleden bewerken het artikel, inhoudelijk en tekstueel, in overleg met de auteur. Tips en richtlijnen voor auteurs kunnen op verzoek door het redactiesecretariaat worden toegezonden Foto omSLaG Digitaal hoogtemodel van Schokland. © AHN. Actueel Hoogtebestand Nederland. © 2008 Grondboor & Hamer, Nederlandse Geologische Vereniging. Zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de redactie mag niets uit dit tijdschrift worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, microfilm of op welke andere wijze dan ook. vormGevinG Room for ID’s, Nieuwegein drUk Grafisch Compleet, Capelle aan den IJssel INHOUD 62 82 53 54 62 64 72 77 82 86 96 Wim HooGeNdoorN VoorWoord PATriCK KideN, BArT mAKASKe, orSoN VAN de PLASSCHe WAArom VerSCHiLLeN de zeeSPieGeL­ reCoNSTruCTieS Voor NederLANd? muieN, eeN GeVAArLijK VerSCHijNSeL CeeS de joNG HeT rijNmoNdGeBied iN HeT VroeG­HoLoCeeN: iNziCHTeN uiT eeN diePe PuT Bij BLijdorP (roTTerdAm) SYTze VAN HeTereN eN Ad VAN der SPeK Kim CoHeN eN mArC HijmA WAAr iS de deLTA VAN de oude rijN? de oNderGroNd VAN SCHoKLANd roNALd VAN BALeN SYTze VAN HeTereN, mArCeL BAKKer, ALASTAir CuNNiNGHAm, jAKoB WALLiNGA, ALBerT ooST, Ad VAN der SPeK eN BerT VAN der VALK SuPerSTormVLoedLAGeN iN de zeereeP Bij HeemSKerK PeTer VoS eN FriTS dAVid zeiLer oVerSTromiNGSGeSCHiedeNiS VAN zuidWeST­ NederLANd, iNTerACTie TuSSeN NATuurLijKe eN ANTroPoGeNe ProCeSSeN KoKKeLS iN SoorTeN eN mATeN iN de ijSSeLmeerPoLderS Tom meijer, PieT CLeVeriNGA eN HeiN de WoLF 86 GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 96 Kim m. CoHeN eN mArC P. HijmA Dept. Fysische Geografie, Universiteit Utrecht Postbus 80.115, 3508 TC Utrecht k.cohen@geo.uu.nl, m.hijma@geo.uu.nl Het rIjNmONDgebIeD IN Het VrOegHOlOceeN: INzIcHteN UIt eeN DIepe pUt bIj blIjDOrp (rOtterDam) een 21 m diepe bouwput in rotterdam bood de gelegenheid de basis van het Holocene pakket te bekijken. de afzettingen lieten een verdrinkend rivier- en duinlandschap zien als gevolg van snelle zeespiegelstijging en een overgang naar estuariene condities. deze overgang vond plaats tussen 9.000 en 8.000 jaar geleden en verliep geleidelijk met twee versnellingen: één rond 8.400 jaar geleden als gevolg van een zeespiegelsprongetje en één rond 8.000 jaar geleden, mogelijk als gevolg van een zware storm of de uitrollende Storegga-tsunami. meter (RandstadRail Statenwegtracé, Rotterdam, Afb. 1). De door diepwanden ingesloten en droog bemalen bouwput werd in lagen van ca. 3 meter uitgegraven. De put is een eerste maal bezocht toen men bezig was van 13 naar 16 m te verdiepen waarbij het verdronken landschap van 8.500 - 8.000 jaar oud was ontsloten. De put is nog een tweede maal bezocht toen van 18 naar 21 m verdiept werd. Dit artikel beschrijft de bezochte ontsluitingen, aangevuld met analyses van het bemonsterde materiaal. Inleiding Het huidige Rijnmond gebied is zowel onderdeel van het kustgebied, als onderdeel van de Rijn-Maas delta. De ondergrond bestaat er uit Holocene kust- en rivierafzettingen waarvan de dikte onder Rotterdam zo’n 15 m bedraagt. Het Holocene pakket bedekt een RijnMaas rivierenlandschap uit het einde van de laatste ijstijd. Het is ontstaan als gevolg van zeespiegelstijging en landinwaarts oprukken van de Noordzee (transgressie). De gekoppelde geologische geschiedenis van kust- en rivierontwikkeling in Nederland is onderwerp van onderzoek aan de Universiteit Utrecht. In het gebied rond Rotterdam heeft vooral de eerste helft van het Holoceen (11.700 - 5.000 jaar geleden) in lopende projecten onze interesse. Waar kustonderzoekers van de laatste 5.000 jaar nog wel eens een ontsluiting in strandwal of polder kunnen bekijken, moeten Vroeg Holoceen onderzoekers het in de regel doen met boringen en sonderingen. De aanleg van een ondergronds station voor de RandstadRail bij Blijdorp (Rotterdam) bood in december 2005 en januari 2006 de gelegenheid de ontsloten basis van het Holocene pakket te bekijken in een bouwput van 24 bij 147 m die een uiteindelijke diepte bereikte van maar liefst 21 Afbeelding 1. Tracé boortunnel RandstadRail onder Rotterdam (zie de website www.randstadrail.nl voor meer informatie). Station Blijdorp (in aanbouw) bevindt zich onder de Statenweg. 64 GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 Tabel 1: Tijdbalk Laat Pleistoceen en Holoceen rotterdam Tabel 1. Chronologisch over­ zicht van tijdvakken en landschapsont­ wikkelingen voor het gebied rond Rot­ terdam. Ontwikke­ lingen in Rotterdam naar inzicht van de auteurs (dit artikel; Hijma in voorb.). Ouderdommen van tijdvakken volgens de meest recente inzichten (W.Z. Hoek, Universiteit Utrecht; INTIMATE werkgroep) o.a. uit Groenlands ijskern­ en NW­ Europees geologisch/ palaeoecologisch klimaatonderzoek (Hoek, 2008; Van Geel et al., 1981). Het totaal aan Holocene kust- en delta-afzettingen in Nederland vormt een wig van sediment die ‘het Pleistocene oppervlak’ (feitelijk een vroegst Holoceen oppervlak) bedekt. Aan de kust is het Holocene pakket het dikst en landinwaarts wigt het pakket uit naar enkele meters dikte nabij de Duits-Nederlandse grens. Onder Rotterdam en in Midden-Nederland bedekken de Holocene afzettingen het dal van de Rijn en Maas uit de laatste ijstijd. De rivierafzettingen die dit dal markeren zijn zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts van Rotterdam uitgekarteerd: zij vormen de jongste eenheden van de Formatie van Kreftenheye (Busschers, 2008). Het dal was 15.000 jaar geleden een vele kilometers brede actieve riviervlakte met geulen en zandbanken. Dit veranderde in de aanloop naar het Holoceen, door klimaatsverbetering die ongeveer 15.000 jaar geleden inzette. Voor Rijn en Maas had de klimaatsverbetering vooral veranderingen in gemiddelde afvoer (debiet) en verdeling van afvoerpieken tot gevolg. Het geleidelijk veranderende debietregime zorgde voor aanpassingen in riviergrootte en type en in de efficiëntie van sedimenttransport. Op de overgang van het Pleistoceen naar het Holoceen ongeveer 11.700 jaar geleden; Tabel 1), waren nog slechts enkele meanderende Rijnen Maastakken binnen het veel bredere dal actief. Het oppervlak van de meandergordels van deze rivieren ligt bij Rotterdam op ca. 17 à 18 m onder NAP, 1 à 2 meter lager dan het niveau van 15.000 jaar geleden. Tussen de gordels lagen duincomplexen. Periodiek droogvallende zandbanken in de riviergordels waren het bronmateriaal voor deze binnenlandse duinen (‘donken’). In het vroegste deel van het Holoceen was er dus nog geen sprake van Noordzeestranden, kustduinen of lagunes in West-Nederland. Ondanks de wereldwijde Overgang Pleistoceen­Holoceen: rivierlopen en duincomplexen zeespiegelstijging die vanaf ongeveer 20.000 jaar geleden inzette (Tabel 1), stond het zeeniveau nog niet hoog genoeg om de zuidelijke Noordzee onder water te zetten. Hoe begon de kustontwikkeling in West­Nederland? Tussen 10.000 en 6.000 jaar geleden vond wereldwijd de laatste etappe van zeespiegelstijging plaats. Daarna was er wat betreft zeespiegelstand een redelijk stabiele situatie en voor de jongste periode is er daardoor veel bekend over de Holocene kustgeschiedenis. De kust begon zich vanaf toen namelijk uit te bouwen, waarbij landinwaarts veel afzettingen bewaard bleven. Op zich is dat een prettig gegeven, bijvoorbeeld bij het reconstrueren van zeespiegelstijging op basis van veendateringen uit de lagune (Kiden et al., dit nummer). Schommelingen in zeespiegelstand in de laatste 6.000 jaar zijn wereldwijd niet meer dan 2 meter geweest. Voor Nederland wordt in de afgelopen 6.000 jaar nog wel ca. 5 m stijging waargenomen (‘relatieve zeespiegelstijging’), maar dat komt vooral door lokale bodemdaling. Om te begrijpen hoe en waarom de kustlijn 6.000 jaar geleden lag waar hij lag (ruwweg op de lijn RijswijkLeiden), is juist de periode 10.000 - 6.000 interessant. In tegenstelling tot de laatste 6.000 jaar, was dit een tijd van zeer snelle zeespiegelstijging, tot wel 60 cm/ eeuw. Dit liet West-Nederland verdrinken en het riviergebied naar riviermond- en kustgebied overgaan. Onder Rotterdam liggen de afzettingen uit deze periode tussen 8 en 19 m diep. Het is Rijn- en Maassediment afgezet in en langs verdrinkende rivierlopen en estuaria. De basis van dit pakket is een markante sedimentaire grens in boringen en dwarsprofielen: er zijn grote verschillen in facies, verbreiding en fossieleninhoud met de onderliggende ‘einde-ijstijd’ rivierafzettingen. GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 65 Afbeelding 2. (A) Riviersedimenten bezoek ’17 ­ 21 m – NAP’. (B, C): Detail scheve gelaagdheid, duidend op afzetting in de bedding van riviergeulen. (D): Zeef met plantenresten, verzameld als mat in scheefgelaagde sets, onder de rivierduin in de NO hoek van de bouwput (Afb. 3). Door te kijken naar de opbouw van de laatste rivierafzettingen (tot in het Vroeg-Holoceen, Tabel 1) en de overgang naar de eerste ‘kust’-afzettingen direct daar bovenop, kunnen we beter begrijpen hoe dit gebied zich transformeerde. Het moment waarop en op welke hoogte rivieren veranderden in zoete getijdenrivieren zegt iets over de toenmalige positie van de kustlijn. De snelheid waarmee het zoete getijdengebied zich landinwaarts uitbreidde geeft belangrijke informatie over zeespiegelstijging, kustontwikkeling en verschuivingen in de positie van de belangrijkste riviermondingen van Rijn en Maas. Grondboor en Hamer 2005, nr. 3 voor uitleg van deze methode), genomen op ca. 19 m onder NAP, geeft aan dat het riviersysteem actief was tot in het Laat-Boreaal (UtC-14955; 8300 ± 50 14C jr; Tabel 2). • 17,5 - 15,3 m onder NAP: Vroeg-Holocene rivierduinen In de noordoosthoek van de bouwput lag op het VroegHolocene systeem een zandpakket van 2 - 3 m dik (Afb. 3). De hogere ligging, de beperkte verbreiding (getuige boringen en sonderingen in de directe omgeving), de vrij uniforme korrelgrootte en sortering, het kalkarme zand, het hellende oppervlak en contact met overliggende pakketten wijzen er op dat het een opgewaaid duin betrof. Ook in de ruimere omgeving van de bouwput zijn her en der voorkomens van pakketten duinzand van beperkte dikte in vergelijkbare stratigrafische positie bekend. In de put werd het duin afgedekt door een dunne kleilaag met in de top een vegetatiehorizont die naar boven toe overging in veen. Dit veen is door het Bureau Oudheidkundig Onderzoek Rotterdam (BOOR) gedateerd en heeft een ouderdom van 8.500 jaar (Tabel 2). Een belangrijk nieuw inzicht is dat het duincomplex in de bouwput rond ~9.200 jaar geleden opgestoven moet Bouwput ondergronds station Blijdorp • 20 - 18 m onder NAP: een Vroeg-Holocene Rijn rivierafzetting De diepste ontsloten afzettingen (Formatie van Kreftenheye) werden gekenmerkt door gestapelde scheefgelaagde sets die ooit afgezet moeten zijn als zandbank in een riviergeul (Afb. 2A-C). De sedimenten bestonden uit grindloos, (matig) fijn zand. Op enkele plekken kwamen in de scheefgelaagde sets bijeengespoelde plantenresten voor met onder andere veel bladmateriaal van eik en wilg (Afb. 2D). 14C-datering hiervan (zie Tabel 2. De 14C daterings­ uitslagen zijn omgerekend naar kalenderjaren volgens de thans geldende conventie (INTCAL04). Op indi­ viduele dateringen is de onzekerheid in werkelijke ouderdom zo’n 150 jaar, en is hier op 50 jaar afgerond weer­ gegeven. Met de serie dateringen is de ouderdom van intervallen sediment in de Blijdorp ontsluiting was tot ca. 100 jaar nauw­ keurig te begrenzen. Tabel 2: Blijdorp stratigrafie en 14C dateringen 66 GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 Afbeelding 3. Oostwand en NO hoek van de bouw­ put, bezoek ’13 ­ 16 m –NAP’. (A) Tegen de beton­ nen wand kleeft een nog een randje sediment, een ver­ gelijkbaar effect als bij lakprofielen. Het verloop van organische en kleiige niveaus steekt af. In de NO hoek was een deel van het duinzand nog niet weg gegraven. (B) Rivierklei afgezet over de voet van de duin (Wijchen laag, hier 9.000 à 8.500 jaar oud). (C) Onderkant van een getijdegeul. De kleidraperingen binnen de scheve ge­ laagdheid indiceren regelmatig kente­ rende stromings­ condities. zijn, dus pas laat in het Boreaal! Dit volgt uit de datering van de onderliggende rivierafzettingen, en uit versnijding van de duinzanden door een geultje dat elders in de put was ontsloten (UtC-14954; 8210 ± 50 14C jr; datering I in Afb. 4). De oeverwal van het geultje ligt over het duinzand (Afb. 4A). Zij vertoont de kenmerken van de zogenaamde Wijchen-laag: gerijpt, stug en blauwig van kleur en ingeschakeld tussen deltaische en rivierafzettingen. De grootte van de geul laat zien dat dit zeker geen hoofdloop van Rijn of Maas was. In een in de jaren ’50 gegraven dokput bij Schiedam was al eens vastgesteld dat in het gebied duinafzettingen voorkwamen van Boreale ouderdom (Pons & Bennema, 1958). Ook in de Alblasserwaard vond Van der Woude (1983) eerder aanwijzingen voor verstuivingen tot in het Boreaal. In algemeenheid is echter lang aangenomen dat rivierduinen in de ondergrond van de Rijn-Maas delta ouder zijn, omdat rivierduinvorming in typegebieden verder bovenstrooms in Noord Limburg en het Land van Maas en Waal, vooral in het Jonge-Dryas en Preboreaal plaatsvond (~12.500 tot ~10.000 jaar geleden; Tabel 1). De Blijdorpwaarnemingen en dateringen bevestigen het bestaan en de relatief grote verbreiding van Boreale rivierduincomplexen in de ondergrond van Rotterdam en omgeving. Dit sluit overigens niet uit dat andere delen van het rivierduincomplex onder Rotterdam (bv. ‘Hille- gersberg’) en stroomopwaarts in de Alblasserwaard (bv. ‘Brandwijk’, ‘Den Donk’) wel degelijk al in het Jonge-Dryas of Preboreaal waren opgestoven. • 15,5 - 13,5 m onder NAP: zoetwater estuarium In de bouwput lag direct over het rivierduin een veenlaag (~15,2 m onder NAP), die ook verder in de bouwput vervolgd kom worden. Het golvende karakter markeerde de hoogteverschillen in het landschap met duinen en rivieren van 8.500 jaar geleden (Afb. 4A). Buiten de directe omgeving van het duin bestond de organische laag niet uit opgegroeid veen, maar uit in water bezonken fijn organisch materiaal en klei (‘kleiige gyttja’). Pollenen diatomeeënonderzoek aan de 22 cm dikke gyttjalaag op ca. - 15,5 m laten zien dat het pakket is afgezet in voedselrijk, ondiep zoet water met weinig tot geen rivierstroming. Er is geen enkele mariene indicator onder de diatomeeën noch in de pollen. Grote aantallen pollen van de gele plomp (Nuphar lutea) duiden op een dichte begroeiing van waterplanten. Bovenin het aangetroffen geultje is de gyttjalaag gedateerd op 8.400 jaar geleden (UtC-14952; 7730 ± 42 14C jr; Tabel 2; dateringen II en III in Afb. 4). Er was dus sprake van een verdrinkend landschap, met langs de duinflanken veengroei. Bovenop de gyttja was een tot 2 meter dik, intern gelaagd kleipakket zichtbaar (Afb. 3, 4), dat afgedekt werd door GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 67 Afbeelding 4. Westwand van de put, bezoek ’13 ­ 16 m ­NAP’. (A) In de ontsluiting zijn drie organische lagen te zien, (B & C) rond –13,3 m, (C & D) –15,5 m en –16,5 m, gedateerd met 14C (dateringen I­IV; zie ook Tabel 2). De on­ derste is onderdeel van een restgeulvul­ ling. De middelste markeert versnelde verdrinking rond 8.400 jr geleden. De bovenste mar­ keert definitieve verdrinking in brak water rond 8.000 jr. een tweede kleiige gyttjalaag. De kleilaag tussen -15,5 en -13,5 meter vertoont gelijkenis met de kleiige geulvulling direct onder de 8.400 jaar oude gyttjalaag (Afb. 4C). Wel heeft de bovenste kleilaag een grotere ruimtelijke verspreiding in de put: ze reikt tot over de oeverwal heen (Afb. 4A). De gelaagde klei is in hetzelfde waterlichaam afgezet, waarin even daarvoor de gyttja accumuleerde. De gelaagdheid is vrij onregelmatig van dikte en wordt vermoedelijk veroorzaakt door periodieke toenames in sedimentatie bij rivieroverstromingen. Getijdeninvloed kan wellicht een beperkte rol hebben gespeeld, maar was in het zoetwatergebied vermoedelijk gedempt door uitstromend rivierwater. Op 13,5 m onder NAP bevond zich een tweede overdekkende organische laag (datering IV in Afb. 4). Deze laag kan op deze diepte onder vrijwel geheel Rotterdam vervolgd worden. De 13,5 - 13,3 m onder NAP organische laag is veel minder golvend dan de diepere laag van ca. 8.400 jaar oud (Afb. 4, ter hoogte van dateringen II en III): tijdens de sedimentatie van het gelaagde kleipakket zijn overgeërfde hoogteverschillen over een groot gebied vereffend. Ten tijde van de afzetting van deze laag, staken alleen de hoogste rivierduintoppen nog boven het maaiveld uit. Afbeelding 5 geeft een impressie van deze situatie. Dateringen in de bouwput wijzen op een ouderdom van 8.150 - 7.900 jaar (GrA-32037, -32101; Tabel 2). In de onmiddellijke nabijheid van Blijdorp (Bouwput Centraal Station) vallen dateringen van zaden uit deze laag in hetzelfde bereik (Hijma, in voorb.). • 13,5 m onder NAP en hoger: brak estuarium De organische laag markeert de definitieve verdrinking van het Rijnmondgebied kort na 8.000 jaar geleden. Het zoete rivierenlandschap maakte plaats voor een milieu met duidelijke getijdeninvloed en op veel plaatsen brakke condities, waarvan de afzettingen tussen 13,5 en 8 m onder NAP voorkomen. Dit volgt uit sedimentologisch, paleogeografisch en paleo-ecologisch onderzoek in de ruimere omgeving van Rotterdam (o.a. Hijma, in voorb.). Het gebied blijkt onderdeel van een estuarium te zijn geworden, met geulen en opslibbende wadplaten, slikken, schorren en rietmoerassen ertussen. In de oostwand was de erosieve basis van een kleine estuariene getijdegeul uit deze tijd te zien (Afb. 3c). Vooral ten westen, maar ook direct ten zuiden van Rotterdam neemt de ‘zoete’ rivierinvloed drastisch af en de getijde-invloed toe. Ook ter plekke van Rotterdam raakte het estuarium steeds meer verstoken van zoet Rijnwater doordat de belangrijkste Rijnmonding voortdurend richting het noordoosten opschoof. Toch bleef zoetwatervegetatie de organische pakketten in het Rotterdamse domineren, door blijvende zoetwater input van Maas en kleinere Rijntakken. Afbeelding 5. Impressie van het Rijnmondings­ gebied 8.000 jaar geleden. Rijn en Maas monden uit in een breed estuarium: het verdronken Rijn­ Maas rivierdal uit het vroegste Holoceen. In Rotterdam is een zoetwatergetijde­ milieu ontstaan, met uitgestrekte rietmoerassen (gele symbolen). Direct stroomopwaarts van Rotterdam steken de koppen van rivier­ duinen (geelbruin) boven het delta op­ pervlak (groen) uit. Zeespiegelstijging in de riviermond: van zoet naar brak Het in Blijdorp ontsloten interval van 21 tot 13 m onder NAP is een sedimentair archief van de overgang van een rivierengebied naar estuarium. De periode 9.000 - 8.000 jaar geleden kan beschouwd worden als de aanloop naar de definitieve transgressie, gemarkeerd door het ontstaan van brak estuariene condities. In eerste instantie verdrinkt het gebied in zoet water, pas daarna komt de zee. In het unieke geval van de Blijdorp bouwput kan dit niet alleen gesteld worden op basis van monsterdieptes en 14C dateringen (waar meetfouten op zitten, zodat op de exacte snelheden wel wat is af te dingen), maar blijkt de geleidelijkheid van de verandering ook uit de sedimentaire waarnemingen (getij-indicaties) en paleoecologische indicatoren (pollen, diatomeeën). 68 GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 spiegel op open zee (Van de Kiden et al., dit nummer; zie ook Afb. 6). In de periode voor 8.500 was dat zeker nog niet het geval, maar de grondwaterstand steeg al wel, geleidelijk aan versnellend. Tussen 9.200 en 8.500 jaar geleden bedroeg de stijgsnelheid ~0,30-0,35 m/eeuw; en tussen 8.500 en 8.000 maar liefst ~0,55-0,70 m/eeuw! De datering van de top van het veen-op-duinzand en basis-onderste-gyttja (GrN-30066; UtC-14953; Tabel 2) doen vermoeden dat de grootste versnelling in grondwaterstijging tussen 8.400 en 8.300 jaar geleden plaatsvond. Die acceleratie kan worden toegeschreven aan een wereldwijd vermoed sprongetje in de zeespiegelstijging, dat het gevolg was van het afsmelten van het laatste Noord-Amerikaanse landijs in de Hudsonbaai. Afbeelding 6. Nieuwe gegevens uit de Blijdorp ontsluiting vergeleken met een interpolatie van grondwaterspiegelstijging volgens Cohen (2003, 2005), op basis van toen beschikbare veendateringen in de omgeving. Dergelijke curves zijn voor iedere lokatie in de Rijn­Maas delta op te vragen via de website van de auteurs. http://www.geo.uu.nl/fg/palaeogeography/results/ground water/model; Blijdorp: X=91, Y=438. De basis van de duinafzettingen op ca. 17,5 m onder NAP is een goede indicatie van de grondwaterstand in dit gebied rond 9.200 jaar geleden. De datering van het veen op het duin, op 15,26 m onder NAP geeft de grondwaterstand weer van rond 8.500 jr geleden, die toen tot boven de duin was gestegen. De datering van de organische laag op -13,5 m NAP is in de bouwput minder goed aan een waterstand te koppelen, omdat het geen veen maar een onderwaterafzetting betreft. Bij Hillegersberg (2 km ten NW van de Blijdorpput) ligt ca. 8.000 jaar oud veen op 11,8 m onder NAP (Van de Plassche 1982; Berendsen et al. 2008). Dit duidt op ca. 2 meter waterdiepte ten tijde van de afzettingen, afgezien van waterstandschommelingen door eventueel getij. In de periode na 8.000 steeg de waterspiegel in het Rotterdamse gebied bij benadering even snel als de zee- Het geleidelijk aanzwellen van de grondwaterstijgsnelheid (Afb. 6; 9.000 - 8.000 jaar geleden) is het gevolg van de voortdurende aanvoer van Rijn water. Op enige afstand stroomopwaarts van de monding in zee of lagune, remt het water in stroomsnelheid, waardoor zich water ophoopt en zich over enige afstand een veel flauwer verhang instelt (ca. 10 cm/km; ‘deltaverhang’) dan in het rivierdal verder stroomopwaarts (20 tot 30 cm/km). Dit geldt in een delta zowel voor het open water van de riviergeulen zelf, als voor het grondwater in het zeer natte overstromingsgebied (‘kommen’) tussen de geulen in. De situatie met rivierdalverhang was in Rotterdam tot ca. 9.000 jaar geleden van toepassing. Zeespiegelstijging op enige afstand benedenstrooms zorgde daarna voor landwaartse opschuiving van de zone met flauw deltaverhang. Rotterdam kende in de periode ~9.000 - 8.500 jaar geleden een deltaverhang. De duinbedekkende oeverwal en bijbehorend duinversnijdend geultje (Afb. 4A) stammen uit deze korte periode. Tussen 8.500 - 7.000 schoof de Rijn-Maas delta verder op richting in midden Nederland en dat gebied is sindsdien lagunedelta gebleven, nu al zo’n 8000 jaar lang. In Rotterdam was daar en tegen slechts 500 à 700 jaar sprake van rivierdeltalandschap, want daarna werd het gebied estuarium en getij-gedomineerd. Afbeelding 7. (A) Locatie Storrega onderzeese aardver­ schuiving (oranje) en waargenomen tsunami afzettingen langs Noordzee en Atlantische Oceaan (rode stippen). Bron: Prof. D. Smith, Oxford. (B) Onzekere kustlijnposities Nederland ten tijde van de tsunami – zie tekst. De witte lijnen illustreren hoe het tsunami golffront de Noordzee binnen liep – de dikste lijnen zijn de vermoede­ lijke brekerzones. GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 69 De overgang van zoet naar brakke condities binnen één millennium onder invloed van zeespiegelstijging wordt in het bovenstaande dus als een relatief snel verlopend, maar in essentie geleidelijk proces beschouwd. Men kan zich echter afvragen of de transgressie over Rotterdam wel echt één en al geleidelijkheid was! Een snel opbouwend verdrinkingspakket zou juist ook goed moeten zijn in het als afzonderlijke laagjes registreren van extreme gebeurtenissen (Cohen et al., 2006), zoals zware stormvloeden, grote rivieroverstromingen en/of bekende zeespiegelstijgingsprongetjes en tsunami’s! en dan stellen dat de 15 m waterdieptelijn van nu, een kustlijn van ooit was! De 13,5 m -NAP organische laag en het direct overliggende estuarium pakket zijn over een opvallend groot gebied te vervolgen. Tot zo’n 10 km ten NW en 15 km ten ZO van de Blijdorp put markeert dit contact steevast de overgang naar de eerste brak estuariene condities. Op een handvol locaties is het contact gedateerd (14C dateringen direct onder én direct boven het contact), steevast resulterend in ouderdommen 8150 à 7900 jr. Impact van de Storegga­tsunami? Uit opgeheven kustafzettingen in Schotland en Noorwegen is bekend dat op enig moment tussen 8.300 en 8.000 jaar geleden een middelgrote tsunami de Noordzee binnen rolde. De tsunami werd veroorzaakt door een onderzeese massabeweging in het Storegga gebied voor de kust van Noorwegen (Afb. 7A). Het is zeker dat de tsunami heeft plaatsgevonden en tegen de zuidelijke kust van de toenmalige Noordzee is uitgerold. Het is ook duidelijk dat het Rijnmondgebied toen een inham in de kust was. Ten noorden en zuiden ervan lagen oudere afzettingen van Rijn en Maas, bedekt met een dunne deken van dekzand, enkele meters hoger dan de toenmalige Rijn overstromingsvlakte (Afb. 5). Het Rijnmondgebied is redelijkerwijs het meest zuidelijke gebied waar impact van de uitrollende tsunami verwacht mag worden. Computermodellering door WL|Delft (Twigt & Blaas, 2007; Vatvani, 2007) sluit dan ook niet uit1 dat Rotterdam 8.000 jaar geleden binnen het bereik van de Storegga-tsunami lag. In de zuidelijke Noordzee zou de binnentrekkende tsunami golf zijn gebroken rondom de Doggersbank, en daarbij zuidwaarts zijn uitgerold in en over het toenmalige Rijnmond gebied (Afb. 7B). Waar de kustlijn op het moment van de tsunami precies lag en hoe diep de zuidelijke Noordzee toen was is echter onzeker - alleen al omdat het onbekend is of een situatie 8.300 of 8.000 jaar geleden of daar tussen beschouwd moet worden. Aangezien de zeespiegelstijging toentertijd zo’n 0,5 m per eeuw bedroeg en het verdrinkende laagland maar zeer flauw helde, maakt dat al snel vele kilometers in kustlijnpositie uit. Ten tweede is de voormalige hoogte van het dekzandoppervlak ten westen van Den Haag-Haarlem en Texel-Vlieland vandaag de dag alleen te schatten. Sinds haar transgressie, heeft de Noordzee dat oppervlak afgevlakt en het geërodeerde materiaal naar de strandwallen verplaatst. Ten derde zakte de bodem van de Noordzee rondom Noord Nederland in het Holoceen harder dan in meer zuidelijker gedeelten, door een na-ijlend bodembewegingseffect (‘glacio-isostasie’) van de ijskappen op Scandinavië en Schotland uit de laatste ijstijd. Het ruimtelijke verschil zou opgeteld over de laatste 8.000 jaar van 1 m tot wel 5 m kunnen bedragen2 – afhankelijk van hoe men geologische data over zeespiegels en ijsranden interpreteert en welke reconstructie door de modelleurs is overgenomen. Je kunt in ieder geval niet simpelweg de Noordzee-waterspiegel denkbeeldig 15 m laten zakken 1 Afbeelding 8. Vermoedde impact van de uitrollende Storegga tsunami op de Rijnmond, 8.000 jr geleden. In vergelijking met Afb. 5 zijn vooral de rietmoerassen rondom de toenmalige riviermondingen weggeslagen. Dit zijn sterke aanwijzingen dat het hier één plotseling inbraakgebeurtenis vanuit zee betreft, zoals een zware stormvloed of: inderdaad de uitrollende Storegga tsunami! Deze gebeurtenis trof een groot zoetwatergetijdegebied, met opslibbende riviermondingen van Rijn en Maas en uitgestrekte rietmoerassen, dat tussen 8.500 en 8.000 jaar geleden snel-maar-geleidelijk was ontstaan (Afb. 8). Wij achten het zeer waarschijnlijk dat de grootschalige overgang van zoet naar meer brakke condities rond 8.000 jaar geleden samenhangt met het uitrollen van de Storegga-tsunami in de Rijnmonding, te meer omdat reeds bekend is dat deze tsunami de Noordzee tussen 8.300 en 8.000 jaar geleden binnenrolde (Afb. 7A). Als het een stormgebeurtenis was, dan was het een zeldzaam grote storm, die toevalligerwijs binnen het ouderdoms-domein van de Storegga-tsunami plaatsvond. De serie 14C- dateringen van onder Rotterdam sluit uit dat de wijdverbreide estuariene gyttja op 13,5 m -NAP het gevolg is van het vermoede Hudsonbaai-deglaciatie zeespiegelsprongetje, dat aan een bekende klimaatschommeling gekoppeld is van ongeveer 8.200 jaarlaagjes in de Groenlandse ijskap geleden. Het voorkomen van tenminste twee sterk op elkaar lijkende organische lagen van verschillende ouderdom (Blijdorp: ~8.400 jaar, 15,5 m onder NAP en 8.150 à 7.900 jaar, 13,5 m onder NAP; Afb. 4), maakt wel dat voorzichtigheid geboden is bij het al te snel aanwijzen van ‘het’ 2 Het betreft een ad-hoc uitgevoerde modeleer-exercitie, met focus op het voltrekken van de onderzeese massabeweging en het voortplanten van de golven over het diepere deel van de Noordzee. Een gevoeligheidsanalyse op de aangenomen Nederlandse kustconfiguratie en zuidelijke Noordzee bathymetrie is niet uitgevoerd en het gedrag van de tsunami-golf in haar brekingszone is niet mee gemodelleerd. De modellering voorspelt een opzet van 0,5 meter in het Rijnmondingsgebied. Dat is in hoogte vergelijkbaar met een flinke storm, maar niet in snelheid, golflengte en vooral energie. De laatste maken dat tsunami-impact bij dezelfde opzet veel groter is dan de impact van een geleidelijk aanzwellende en afzakkende storm. Dit is afhankelijk van hoe geologische data over zeespiegelstijging en ijsranden worden geïnterpreteerd, als mede van aannames over wereldwijde zeespiegelgeschiedenis en de elasticiteit en viscositeit van aardkorst en bovenste aardmantel her en der onder NW-Europa. De ruimtelijke verschillen in bodemdaling kunnen door geofysische modellen voor glacio-isostasie worden voorspeld - maar zijn in het Noordzeegebied ook direct uit relatieve zeespiegelgegevens af te leiden, bv. door België, Zeeland, Rotterdam, de Rijn-Maas delta, met Noord-Holland, de Dollard of het Weser estuarium te vergelijken (Kiden et al., 2002; Cohen, 2005; Vink et al., 2007). 70 GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 tsunami laagje op één locatie. Het belangrijkste verschil tussen de twee lagen is de veel grotere ruimtelijke verbreiding van de bovenste - maar zo’n verschil kan nooit in een enkele bouwput of boring vastgesteld worden! In ieder geval is de organische laag rond 13,5 m -NAP in de ruime omgeving van Rotterdam een markante gidslaag, afkomstig van één gebeurtenis rond ~8.000 jaar geleden, die vooral langs de randen van de Rijnmonding zorgde voor een instantane omslag van zoet rietmoeras naar brak open water met sterkere getijde invloed (Afb. 8). Nabij de daadwerkelijke Rijnmonding (Rotterdam ten NO van de Blijdorpput) was de verzilting minder, maar ook daar was er definitieve verdrinking en omslag naar open water met een grotere getijslag. Die plotselinge omslag volgde op eerder ingezette, geleidelijk versnellende maar nog overwegend zoete Vroeg-Midden-Holocene verdrinking van het Rotterdam gebied. Meer weten? http://www.geo.uu.nl/fg/palaeogeography Website ‘Rhine-Meuse Delta Studies’ http://noorderlicht.vpro.nl/afleveringen/26677726/ Radiouitzending 25 apr. 2006 http://www.geo.uu.nl/staff/m.hijma, http://www.geo.uu.nl/staff/k.cohen, meT dANK AAN: Ruben Lelivelt, Jurrien Moree, Ton Guiran (BOOR Gemeente Rotterdam), Robert Berkelaar, Projectbureau RandstadRail en uitvoerders/aannemers RandstadRail. Ad van der Spek, Holger Cremer, Frans Bunnik (Deltares TNO Bouw & Ondergrond), Jan-Rik van den Berg, Wim Hoek (Universiteit Utrecht), Rike Wagner (Onderzoeksgroep Paleoecologie, Departement Biologie, Faculteit Bètawetenschappen, Universiteit Utrecht), Hanneke Bos (Paleoklimatologie en Geomorfologie, Faculteit Aard en Levenswetenschappen, VU Amsterdam), Daniël Twigt, Meinte Blaas (Deltares / WL|Delft Hydraulics), Freek Busschers (redactie G&H). Het onderzoek van Hijma en Cohen wordt gefinancierd door Utrecht Centre of Geosciences: Universiteit Utrecht, Faculteit Geowetenschappen en TNO Bouw & Ondergrond. Het onderzoek en deze publicatie betrekt ook gegevens verzameld en beschikbaar gesteld door BOOR Gemeente Rotterdam en het Ingenieursbureau van Gemeentewerken Rotterdam. LiTerATuur berendsen, H.j.a., makaske, b, van de plassche, o., van ree, m.H.m., das, S., van dongen, m., ploumen S., & Schoenmakers, W, 2008. New groundwater-level rise data from the Rhine-Meuse delta. Netherlands Journal of Geosciences | Geologie en Mijnbouw, 86, pp. 333 - 354. busschers, F.S., 2008. Unravelling the Rhine. Academisch Proefschrift Vrije Universiteit Amsterdam / TNO B&O. Geology of the Netherlands 1. cohen, k.m., 2003. Differential Subsidence within a Coastal Prism. Academisch Proefschrift Universiteit Utrecht / Nederlandse Geografische Studies 316. cohen, k.m., 2005. 3D Geostatistical interpolation and geological interpretation of paleo-groundwater rise in the Holocene coastal prism in the Netherlands. In: Giosan, L. & J.P. Bhattacharya (Eds.), River Deltas - Concepts, models, and examples. SEPM Special Publication 83, pp. 341 - 364. cohen, k.m., Hijma, m.p., Wagner, F., Hoek, W.Z., blok, d. & Wolf, H. de, 2006. The Storegga tsunami: A marked event at the base of the Rhine-Meuse delta? In: Programme and Abstracts 8ste Nederlands Aardwetenschappelijk Congres, Veldhoven, 24-25 april 2006, Abstract 31. Hijma, m.p. (in voorbereiding; verwacht einde 2009) – Academisch proefschrift Universiteit Utrecht. Hoek, W.Z., 2008. The Last Glacial-Interglacial Transition. Episodes, 31 (june 2008). kiden, p., denys, L. & johnston, p., 2002. Late Quaternary sea-level change and isostatic and tectonic land movement along the BelgianDutch North Sea coast: geological data and model results. Journal of Quaternary Science 17: pp. 535 - 546. pons, L.j. & bennema, j., 1958. De morfologie van het Pleistocene oppervlak in westelijk Midden-Nederland, voor zover gelegen beneden gemiddeld zeeniveau (N.A.P.). Tijdschrift van het Koninklijk Nederlandsch Aardrijkskundig Genootschap 75 (2): pp. 121 - 138. twigt, d. & blaas, m., 2007. Storegga tsunami simulations. Report Z3929, R&D Coastal Flooding, WL | Delft Hydraulics. vatvani, d., 2007. Storregga tsunami simulations for the Dutch Coasts. In: WL|Delft Hydraulics, R&D Annual Report 2006; Sect. hydrodynamics, pp. 8 - 22. van dijk, G.j., berendsen, H.j.a. & roeleveld, W., 1991. Holocene water level development in the Netherlands’ river area; implications for sea-level reconstruction. Geologie en Mijnbouw 70 (4): pp. 311 - 326. van Geel, b., bohncke, S.j.p. & dee, H., 1981. A palaeoecological study of an upper Lateglacial and Holocene sequence from ‘De Borchert’, The Netherlands. Review of Palaeobotany and Palynology 31, pp. 367 - 448. van de plassche, o., 1982. Sea-level change and water-level movements in The Netherlands during the Holocene. Academisch Proefschrift, Vrije Universiteit Amsterdam. van der Woude, j.d., 1983. Holocene paleoenvironmental evolution of a perimarine fluviatile area - Geology and paleobotany of the area surrounding the archeological excavation at the Hazendonk river dune (western Netherlands). Analecta Praehistorica Leidensia XVI: 1-124. Eerder verschenen als academisch proefschrift (1981), Vrije Universiteit Amsterdam. vink, a., Steffen, H., reinhardt, L. & kaufmann, G., 2007. Holocene relative sea-level change, isostatic subsidence and the radial viscosity structure of the mantle of northwest Europe (Belgium, the Netherlands, Germany, southern North Sea). Quaternary Science Reviews 26 (25 - 28): pp. 3249 - 3275. GroNdBoor & HAmer Nr 3/4 ­ 2008 71 NeDerlaNDse geOlOgIscHe VereNIgINg De Nederlandse Geologische Vereniging werd opgericht in 1946. Het doel van de vereniging is het wekken van belangstelling voor de geologie in de ruimste zin, alsmede het uitdragen van kennis en het kenbaar maken van het belang van dit vakgebied (artikel 2 van de statuten). De vereniging is geregistreerd onder nummer 40203091 bij de Kamer van Koophandel voor Centraal Gelderland te Arnhem. internet De vereniging en afdelingen zijn te vinden onder: http://www.geologischevereniging.nl LidmaatScHap Het lidmaatschap kan per eerste van een kwartaal ingaan. De contributie bedraagt per jaar | € 23,00 leden | € 12,50 jeugdleden | € 4,00 gezinsleden | € 35,00 buitenlandse leden en wordt naar rato verlaagd. De contributie dient te worden overgemaakt op postgiro 2269877 t.n.v. Ned. Geol. Ver. Ledenadm. te Aalten. Opzegging van het lidmaatschap dient schriftelijk te geschieden vóór 1 december voorafgaand aan het eerstvolgende kalenderjaar. Tussentijdse annulering is niet mogelijk. Abonnementen, lidmaatschappen, adreswijzigingen, opzeggingen e.d. moeten worden gemeld bij de ledenadministrateur Evelien Wieringa | Varsseveldsestraatweg 35a | Aalten 7121 CB | tel. 06-15011980 | e-mail la.ngv@xs4all.nl beStUUr voorzitter | Kwaadeindstraat 75 | 5041 JK Tilburg | tel. 013-5423910 | jvermee@xs4all.nl secretaris | Bongerd 180 | 8212 BK Lelystad | tel. 0320-242881 | paulvanolm@hotmail.com penningmeester | Roerdomplaan 41 | 2261 AW Leidschendam | tel. 070-3178965 postgiro 1182107 (niet voor contributies) vice - voorzitter | Vogelzand 2225 | 1788 GB Den Helder | tel 0223-646583 pr-functionaris | Esschebaan 152 | 5062 BG Oisterwijk | tel. 013-5282987 | georgebrouwers@planet.nl bestuurslid | Lage Haghorst 17 | 5089 NC Haghorst | tel. 013-5721773 bestuurslid | Bachlaan 16 | 2253 BA Voorschoten | tel. 071-5613865 raad van advieS Voorzitter | Bert Roebert | Harp 17 | 2121 VX Bennebroek | bert.roebert@hetnet.nl ereLeden F.C. Kraaijenhagen | Caumerbeeklaan 49 | 6416 EZ Heerlen H.W. Oosterink | Hortensialaan 64 | 7101 XH Winterswijk W. Felder | Oude Trichterweg 26 | 6294 AL Vijlen aFdeLinGSSecretariaten B. Hummel | Het Schild 43 | 8341 RV Steenwijkerwold | tel. 0521-589253 | aliberthum@hetnet.nl Mevr. A. Delcour | Venderinklanden 62 | 7542 MN Enschede | tel. 053-4774431 | ngv_twente@hotmail.com Kees Mak | Kerkhoflaan 35 | 6721 EX Bennekom | tel. 0318-415527 | keesmak@hetnet.nl J.J. Eijkman | Zuilenesstraat 7 | 7101 BA Winterswijk | 0543-514976 | eijkman29@zonnet.nl W.D. Zondag | M.C. Escherlaan 5 | 3743 AX Baarn | tel. 035-5413060 | wimzondag@hotmail.com S. de Jong | Rozenlaan 33 | 1834 EJ Sint Pancras | tel. 072-5642994 | siebedejong@hetnet.nl Thijs van Berlo |Domein2 | 5146 PZ Tilburg | tel. 013-5361664 | thijsvanberlo@yahoo.com Mevr. J. de Kwaadsteniet-Weerens | Sint Servaasstraat 11 | 6099 AD Beegden | tel. 0475-572963 | kwaadjore@home.nl M. Doumen | Op ‘t Bergske 23 | 6373 XD Landgraaf | tel. 045-5322685 | mdoumen@wxs.nl Eise Boonstra | Noord 15 | 2931 SJ Krimpen aan de Lek | 0180-515244 | bodeko@planet.nl WerkGroep Heusdensebaan 10 | 5061 PR Oisterwijk | tel. 013-5282987 | info@geologischevereniging.nl bibLiotHeek C. Ehlers | B. Stegemanstraat 37 | 7101 AR Winterswijk | tel. 0543-515420 | c.ehlers@chello.nl De bibliotheek (met vele honderden titels, waaronder gidsen en tijdschriften) is voor leden gratis te raadplegen. Alleen verzendkosten van boeken dienen door de lezer te worden betaald. Tevens servicedienst voor het opzoeken van vindplaatsen, speciale artikelen, enz. Fotokopieerdienst tegen kostprijs. j. Vermee P.W. van olm m. Vrolijk mevr. L.r.e.P. Smit G. Brouwers d.H. edelman C.F. Winkler Prins zwolle Twente Gelre Winterswijk utrecht West-Friesland midden-Brabant Kring echt Limburg maasWaarden Cephalopoden Bibliothecaris de ontwikkeling van de ondergrond van Nederland in de loop der tijden. deel 6 (van 7). Paleogeografie van het Nederlandse vasteland tijdens het Subatlanticum, ongeveer 50 na Christus. Bron: De Mulder, E.F.J., Geluk, M.C., Ritsema, I.L., Westerhoff, W.E. & Wong, T.E. (2003). De ondergrond van Nederland. NITG­TNO: Utrecht. Pag. 233.