België als tropisch moerasbos
PLANEET BELGIË
Deel 3: Een zompige kuip vol plantenresten
Driehonderd miljoen jaar geleden is ons land een moerassig woud pal op de evenaar. Tussen vreemde bomen vliegen kakkerlakken, helikopteren reuzenlibellen en kruipen gi-gán-tische duizendpoten. In het gebladerte leggen de eerste reptielen hun eieren. De plantenrijke en zompige wereld van het carboon zal samengeperst worden tot steenkool. Het zwarte goud is sinds de 19de eeuw aan een verschroeiend tempo ontgonnen en verbrand. In het laat-Carboon botst de wereld bijeen tot het gigacontinent Pangea, met een bergketen van 5.000 kilometer lang. Daarbij rijzen ook de Ardennen op en wordt onze taalgrens een geologische grens.
Reinout Verbeke
PLANEET BELGIË,
de odyssee van ons land
Onze lap grond in het hart van Europa heeft er een bewogen reis van zo’n vijfhonderd miljoen jaar op zitten. België longtemps-avant-la lettre begon dicht bij de zuidpool, passeerde langs de evenaar en meerde – voorlopig – aan in het noordelijk halfrond.
Een reis vol dramatische botsingen. Ze hebben van ons land een geologisch eldorado gemaakt. We trekken mee met geologen, paleontologen en burgerwetenschappers, die het landschap en het leven dat er ooit in rondzwom, –kroop of –vloog reconstrueren.
Maak je klaar voor de diepste reis door ons land, in vijf delen. Dit is de derde aflevering.
Er zijn amper aanwijzingsbordjes, dus we rijden wat verloren, maar uiteindelijk vinden we het paadje naar de Grottes Schmerling, een grottencomplex op de grens tussen gemeenten Engis en Awirs, niet zo ver van Luik. Twee klimmers maken zich klaar om aan een sessie te beginnen. Bij archeologen is deze plek dan weer bekend van de allereerste neanderthalervondst ooit, door Philippe-Charles Schmerling in 1829, een kwarteeuw vóór de vondsten in het Neandertal bij Düsseldorf. Hadden onderzoekers veel eerder vastgesteld dat het schedeltje van een andere mensensoort dan Homo sapiens was, spraken we nu misschien over de Engis-mens in plaats van over de neanderthaler.
Maar voor dit menselijke verhaal heeft geoloog Kris Piessens van het Instituut voor Natuurwetenschappen me niet naar hier gebracht. Hij legt zijn hand op de schuin aflopende grijsblauwe rots, die majestueus boven ons uittorent: ‘zit vol verbrokkelde kalkskeletjes.’ Het is een tijdgenoot van de bekendere kalksteenrotsen van Dinant (le Rocher Bayard, les Rochers de Freÿr en de Citadel van Dinant) en het dolomiet van Marche-les-Dames bij Namen, waar Koning Albert I tijdens een klimoefening de dood vond. Ze zijn de getuigen van een rustige tropische helderblauwe zee tijdens het vroeg-Carboon (Dinantiaan, 359 tot 330 miljoen jaar geleden).
Ons land lag in de tropen iets ten zuiden van de evenaar, en het Massief van Brabant – het gebergte dat als het ware onder Vlaanderen ligt – was al sinds het Devoon zodanig afgevlakt dat er nog weinig materiaal naar de zee in Wallonië vloeide. Dan wordt de zeebodem een verzamelbak van kalk: al die afgestorven sponzen, koralen, brachiopoden, zeelelies, koppotigen,… voegen kalk toe aan de bodem. En die wordt door de druk van bovenliggende lagen kalksteen. De industrie ontgint ze nog heel actief voor onder meer bouwmaterialen, papier, voeding en tandpasta. Bekende natuurstenen uit het Carboon zijn de blauwe tot grijze hardstenen arduin (‘petit granit’) en Maassteen (‘pierre de Meuse’). Die laatste werd al door de Romeinen ontgonnen voor mijlpalen, grafmonumenten, vloertegels en wandversieringen.
De kalkrotsen van Grottes Schmerling in Engis (bij Luik) getuigen van een tropische zee tijdens het vroege Carboon. De kalklagen zijn horizontaal afgezet, maar door de zware botsing van het supercontinent Gondwana zijn ze helemaal rechtop geduwd. (Foto: Mathilde Antuna)
De kalkrotsen van Grottes Schmerling in Engis (bij Luik) getuigen van een tropische zee tijdens het vroege Carboon. De kalklagen zijn horizontaal afgezet, maar door de zware botsing van het supercontinent Gondwana zijn ze helemaal rechtop geduwd. (Foto: Mathilde Antuna)
360 miljoen jaar geleden. Het supercontinent Gondwana (met o.a. Afrika en Zuid-Amerika) ligt op ramkoers met ons continent Laurussia (Noord-Amerika, Noord- Europa, Noordwest-Europa). We zijn nog een helderblauwe tropische zee, net zoals in het Devoon, maar dat zal niet blijven duren... (C.R. Scotese en GPlates)
360 miljoen jaar geleden. Het supercontinent Gondwana (met o.a. Afrika en Zuid-Amerika) ligt op ramkoers met ons continent Laurussia (Noord-Amerika, Noord- Europa, Noordwest-Europa). We zijn nog een helderblauwe tropische zee, net zoals in het Devoon, maar dat zal niet blijven duren... (C.R. Scotese en GPlates)
Wat hier in Engis meteen opvalt als we naar boven kijken, is dat de gelaagde kalkbanken, die toen horizontaal waren afgezet, nu helemaal rechtop staan. Hier moeten enorme geologische krachten huisgehouden hebben. ‘De Variscische gebergtevorming,’ zegt Kris, ‘door de botsing van twee grote continenten. Wij lagen op de zuidrand van Laurussia (of Euramerika). Daarop bevinden zich Noord-Amerika, Groenland, Noord- en Noordwest-Europa plus een deel van Rusland. Maar vanuit het zuiden is het supercontinent Gondwana aan het naderen. Van dat continent waren we 480 miljoen jaar geleden afgescheurd (zie aflevering 1 van Planeet België: ‘Wij zijn Avaloniërs’). Gondwana bevat Afrika en Zuid-Amerika, dus de botsing zal hevig zijn. En het is de aanloop naar die grote clash die we hier zien.’ De kalksteen die we langs een paadje rechts kunnen volgen, houdt namelijk abrupt op, en gaat over in een zwart pakket van kleisteen. ‘Dit is modder die toen van het land is afgespoeld.’
Onze helderblauwe tropische zee wordt tijdens het Carboon een modderig continentaal gebied
Gondwana duwde als een bulldozer het gebied vóór zich omhoog. Daardoor zijn gebergten ten zuiden van ons opgerezen: onder meer het Centraal-Massief, de Eifel en uiteindelijk ook de Ardennen (zie einde artikel). En het gewicht van die bergen duwt het gebied verderop, dus onze streken, omlaag. Je krijgt een lange helling, waarlangs enorme hoeveelheden zand, silt en klei stromen tot in het voorlandbekken, zeg maar de ‘kuip’ die België is geworden. Het zeeleven dat licht en zuurstof nodig heeft, overleeft het niet in dat troebele water. Onze stille, vredige, blauwe zee van het vroeg-Carboon verandert in een moerasdelta, en de zee trekt zich terug.
‘Dit is een van de belangrijke omslagpunten in de geologie van België’, zegt Kris. ‘We gaan van een zuivere zee en een marien systeem, naar een continentaal gebied waar zich enorm veel organisch materiaal ophoopt. De aluminiumrijke kleisteen hier in Engis bevat soms zoveel organisch materiaal dat je het in brand kunt steken. De lagen zijn tussen de zeventiende en twintigste eeuw ontgonnen en verbrand om er aluin uit te verkrijgen, waarmee onder meer wijn werd geklaard, die hier in de streek is verbouwd.’
330 miljoen jaar geleden. Gondwana botst met ons. Onze tropische zee is in een continentaal gebied veranderd. We zijn een moerassige ‘kuip’ waarin veel materiaal van hogergelegen gebieden afstroomt. En af en toe worden we nog eens door zee overspoeld.
330 miljoen jaar geleden. Gondwana botst met ons. Onze tropische zee is in een continentaal gebied veranderd. We zijn een moerassige ‘kuip’ waarin veel materiaal van hogergelegen gebieden afstroomt. En af en toe worden we nog eens door zee overspoeld.
Vreemde bomen
In ons moerassig mangrovegebied van zuidelijk België en de Limburgse Kempen overheerst de kleur groen. De vergroening van onze planeet begon al zachtjesaan in het Siluur (vanaf 443 miljoen jaar geleden) met de eerste landplanten: mossen (met primitieve worteltjes, rizoïden) en de eerste minivaatplantjes (met een inwendig transportsysteem) groeien aan de randen van het water. Ze evolueerden lang daarvoor uit groenwieren in de oceaan. En ze planten zich voort met sporen. In het Devoon (vanaf 419 miljoen jaar) worden de vaatplantjes groter en sommige beginnen op varens te lijken. Varens schieten tijdens het Devoon de hoogte in, en vormen de eerste bosjes. Net voor de overgang naar het Carboon krijg je ook de eerste hoge bomen, zoals Archaeopteris, met echt hout, bladeren en stevige wortels.
Maar tijdens het Carboon gaat de vegetatie pas echt wild. Mocht je – met visserslaarzen – door onze vochtige moerasbossen van 310 miljoen jaar geleden waden, zou je boomvarens zien van zo’n tien meter hoog, zoals Psaronius. Je zou nekpijn krijgen van het staren naar de schubboom Lepidodendron (tot veertig meter hoog) en naar de zegelboom Sigillaria (tot dertig meter). Het zijn eigenlijk geen echte bomen, maar vaatplanten van de familie van de wolfsklauwachtigen. De sponzige stam was een onvertakte ‘pilaar’ die pas helemaal bovenaan, wanneer de plant bijna volgroeid was, in tweeën ‘vorkte’ om een bescheiden kruin te vormen. Het bladerdak was toen niet zo dicht als in onze huidige bossen. Door een carboonbos lopen zou alleen al daarom een wat vreemde ervaring zijn.
De stevige bast van deze iconische planten vertoont een mooi patroon van ‘littekens’. De sporen zijn achtergelaten door langwerpige bladeren die tijdens de groei stelselmatig afvielen toen de stam dikker werd. Bij Sigillaria zijn het verticale rijen, bij Lepidodendron gaan de littekens als een wenteltrap richting kruin. Ze lijken zodanig op schubben dat fossiele stukken stam voor grote reptielen werden aangezien.
Deze gigantische wolfsklauwachtigen hebben hun stevigheid te danken aan de bast, maar vooral aan het wortelstelsel. De hoofdwortels (eigenlijk worteldragers) groeiden horizontaal, met ontzettend veel kleine worteltjes die eraan ontsproten. De dikke wortels groeiden om elkaar heen en vervlochten zich met die van hun buren tot ondiepe wortelplaten. Ze klampten zich als het ware aan elkaar vast en waren zo beter tegen stormen bestand. Ook iconisch voor het Carboon zijn de paardenstaartbomen, zoals Calamites, van zo’n vijftien meter hoog. Ze leken tijdens hun groei op mager uitgevallen kerstbomen, maar dan met een bamboe-achtige stam.
Alle planten die tot nu toe de revue passeerden, zijn sporenplanten die dicht bij water moesten groeien om zich voort te planten. In dat water vinden zaad- en eicellen elkaar. Bij Sigillaria en co hangen er wel worstvormige ‘kegels’ bovenaan in de kruin, maar het zijn sporenaren: er dwarrelen sporen uit, geen zaden. De belangrijkste mijlpaal voor de flora in het Carboon is de evolutie naar zaadplanten: naaktzadigen of gymnospermen ontstaan. ‘Naakt’ betekent dat er geen vrucht rond het zaad zit, zoals bij de bloemplanten of angiospermen, die zich pas veel later, in het Krijt, ontwikkelen.
De wolfsklauwachtige Lepidodendron kon meer dan veertig meter hoog worden. Hij wordt schubboom genoemd wegens de ruitvormige structuren op de bast, die eruitzien als reptielenhuid. Ze zijn als ‘littekens’ nagelaten door langwerpige bladeren, die tijdens de groei afvielen. Het patroon gaat als een wenteltrap richting kruin. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De wolfsklauwachtige Lepidodendron kon meer dan veertig meter hoog worden. Hij wordt schubboom genoemd wegens de ruitvormige structuren op de bast, die eruitzien als reptielenhuid. Ze zijn als ‘littekens’ nagelaten door langwerpige bladeren, die tijdens de groei afvielen. Het patroon gaat als een wenteltrap richting kruin. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De langwerpige sporenaren van Lepidodendron, Lepidostrobus genoemd. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De langwerpige sporenaren van Lepidodendron, Lepidostrobus genoemd. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Bij de wolfsklauwachtige Sigillaria of zegelboom lopen de littekens van afgevallen bladeren in rechte lijnen over de bast. Als waren ze met een stempel (zegel) aangebracht. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Bij de wolfsklauwachtige Sigillaria of zegelboom lopen de littekens van afgevallen bladeren in rechte lijnen over de bast. Als waren ze met een stempel (zegel) aangebracht. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De bamboe-achtige stengel en stam van Calamites was hol, waardoor hij gevuld raakte met sediment en in 3D bewaard werd. Op de knopen ontsproten takken in een krans, met rond de takken blaadjes geordend als spaken in een wiel. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De bamboe-achtige stengel en stam van Calamites was hol, waardoor hij gevuld raakte met sediment en in 3D bewaard werd. Op de knopen ontsproten takken in een krans, met rond de takken blaadjes geordend als spaken in een wiel. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
‘Dé vernieuwing bij zaadplanten is dat de bevruchting niet meer in water plaatsvindt, zoals bij mossen en varens’, legt bioloog en hoofdconservator Elke Bellefroid van Plantentuin Meise uit. ‘Wind blaast de stuifmeelkorrels tot in de vrouwelijke kegel. Die sluit zich en vanuit de korrel groeit een pollenbuis naar de eicel, waarna de bevruchting plaatsvindt. Een ongelofelijk mooi proces, vind ik. Als het zaadje later uit de kegel valt, heeft het alles om tot een nieuwe boom uit te groeien. Voor het eerst kunnen planten de waterboord verlaten en de droge en hogere gebieden koloniseren.’ De conifeerachtige Cordaites en Walchia zijn vroege naaktzadigen aan het einde van het Carboon.
Palmatopteris, een zaadvaren en vermoedelijk klimplant, bij stengels van de conifeerachtige Cordaites. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Palmatopteris, een zaadvaren en vermoedelijk klimplant, bij stengels van de conifeerachtige Cordaites. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Bladeren van hoog opschietende zaadvarens. De bladeren (met namen als Pecopteris of Asterotheca) lijken wel een beetje op die van varens, maar het zijn zaadplanten, geen sporenplanten. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Bladeren van hoog opschietende zaadvarens. De bladeren (met namen als Pecopteris of Asterotheca) lijken wel een beetje op die van varens, maar het zijn zaadplanten, geen sporenplanten. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Planten worden
zwart goud
De resten van varens, wolfsklauwbomen, reuzenpaardenstaarten en conifeerachtigen stapelden zich op in de moerassen van de ‘kuip’ die België toen was. En dat plantenmateriaal, vooral dan van de conifeerachtigen, heeft onze steenkool opgeleverd. Je kunt nog mooi zien waar die moerassen lagen als je de steenkoolbekkens afgaat. Het is een gordel rond het Massief van Brabant (dus rond Vlaanderen): Borinage (bij Bergen), Centre (rond La Louvière), Charleroi, Luik en de Kempen. En als je verder kijkt dan onze landsgrenzen: van Ierland, Wales, centraal Engeland, Noord-Frankrijk tot Nederlands-Limburg, het Duitse Ruhrgebied en Polen.
‘Steenkool is de middelste fase van een lang proces van inkoling’, zegt Xavier Devleeschouwer van het Instituut voor Natuurwetenschappen. ‘In de moerassen, waar de grondwaterspiegel hoog blijft, worden de omstandigheden al snel zuurstofloos. Daardoor kunnen bacteriën hun afbraakwerk niet meer uitvoeren en blijft het organisch materiaal behouden. Je krijgt pakketten veen, of turf in zijn gedroogde vorm.’
De volgende stap is geleidelijke bedekking. De moerassen worden overstroomd en onder jongere sedimenten begraven waarbij de temperatuur en de druk toenemen. ‘Dit verandert de samenstelling van het organische materiaal, dat uit koolstof, waterstof en zuurstof bestaat. De hogere temperatuur en druk drijven de gassen en het water uit het materiaal, dus het wordt geleidelijk zuiverder in koolstof.’
De tweede fase, na het veen, is die van bruinkool of ligniet’, zegt Xavier. ‘Daarin zijn nog sporen van plantenresten zichtbaar, maar het koolstofgehalte is al hoger. Na de bruinkool kom je bij steenkool, charbon in het Frans, of houille (Noord-Frans woord, afgeleid van het Germaanse ‘hulha’, dat ‘hoop’ en hier ‘stapeling grondstof’ betekent). In steenkool zijn plantensporen zelden met het blote oog zichtbaar en het koolstofgehalte bedraagt al 87 procent.
Eén meter steenkool kan oorspronkelijk een veenpakket van meer dan twintig meter zijn geweest. De begraving vindt plaats op een diepte tussen één en vijf kilometer, waarbij de temperaturen oplopen. Op die diepte kan uit die steenkool ook aardgas ontstaan, vooral methaan. En dat hebben de mijnwerkers geweten (zie kaderstukje over grauwvuur). Begin jaren 1980, in volle oliecrisis, ging in het dorpje Havelange, in de provincie Namen, een boorbeitel tot 5.648 meter diep, de diepste boring in ons land. De overheid hoopte een groot reservoir met aardgas te vinden, maar die hoop bleek ijdel. ‘Onze steenkool heeft waarschijnlijk wel methaan geproduceerd, alleen is ze in de loop van al die miljoenen jaren ontsnapt.’ Als de begraving van steenkool verder gaat, en de temperatuur bovende 350 graden Celsius stijgt, begint het metamorfisme. Daarbij verandert het gesteente door de druk en hitte volledig van karakter. ‘In dit stadium ontstaat grafiet: honderd procent zuivere koolstof. De koolstof die uit je potlood komt.’
De steenkool die er vandaag op de planeet is, heeft zich hoofdzakelijk gevormd tijdens het laat-Carboon. Dat inkolingsproces heeft zich later niet meer in die mate herhaald. Lag het aan de unieke geografie van Noordwest-Europa: natte tropen plus land dat uitzonderlijk snel verzakte waardoor het organisch materiaal zich kon opstapelen? ‘Sommigen denken aan nog een andere reden’, zegt Elke Bellefroid. ‘Er waren toen nog geen schimmels die het hardere plantenmateriaal (lignine) konden verteren. Planten zouden tijdens het Carboon een voorsprong hebben genomen in de evolutionaire wedloop met schimmels. Organisch materiaal kon zo onverteerd wegzinken in de zuurstofarme moerassen, en later steenkool vormen.’ De koolstof die de moerasbossen miljoenen jaren lang capteerden en waar de aarde nog eens miljoenen jaren over deed om ze onder de grond te verzegelen, hebben wij in twee eeuwen naar boven gehaald,
verbrand en de lucht in gepompt.
Het zwarte goud dat de industriële revolutie aanzwengelde en onze welvaart deed stijgen, heeft in de mijnen ontzettend veel mensenlevens gekost en ons klimaat opgewarmd en ontregeld. ‘Dat is zeker zo,’ zegt geoloog Michiel Dusar (Instituut voor Natuurwetenschappen) en kenner van het Carboon, ‘maar zonder steenkool zou hout tot in de twintigste eeuw de voornaamste energiebron zijn gebleven, en stond er op die hypothetische wereld geen enkele boom meer.’
Insectentijd
Was het Devoon het tijdperk van de vissen, dan is het Carboon dat van de geleedpotigen. Insecten, duizendpoten en spinnen. Wat kroop en vloog er door onze indrukwekkende moerasbossen? Ik ga langs bij paleontoloog Bernard Mottequin in het Instituut voor Natuurwetenschappen. ‘Fossielen zijn op zich al zeldzaam, maar in tegenstelling tot de planten hebben we erg weinig sporen van de fauna op het land. En dat ondanks twee eeuwen van steenkoolontginning. De dieren fossiliseerden wellicht moeilijk, en een lijf van een minuscule spin was natuurlijk minder makkelijk te herkennen dan een varenblad.’
Bernard haalt een buitenformaats boek uit de vintagekast van zijn bureau in de Janlet-vleugel, het gebouw dat sinds begin twintigste eeuw de Iguanodons van Bernissart onderdak biedt, en waar ook de drie miljoen exemplaren tellende collectie fossielen is ondergebracht. We slaan de beige pagina’s om van Description de la faune continentale du terrain houiller de la Belgique. ‘Dit indrukwekkende werk uit 1930 van de Franse paleontoloog Pierre Pruvost is nog altijd het meest complete overzicht van de fauna van het laat-Carboon in België.’
Ik ga met collectiebeheerder Julien Lalanne in de collecties op zoek naar de fossielen die Pruvost op uitklapbare pagina’s liet afdrukken. Julien schuift met een hendel een ingenieus kastensysteem open met honderden lades. We leggen er een paar op een tafel en openen de plastic zakjes als waren het suprise-eieren. De fossielen gaan vergezeld van vergeelde kaartjes waarop de Latijnse soortnamen vaak nog in zwarte sierlijke letters zijn gepend. We zien esthetisch prachtige afdrukken van kakkerlakvleugels. Daar zijn er relatief veel van bewaard, wellicht omdat de lederachtige dekschilden goed fossiliseerden. En daar zie ik een vleugelafdruk van een uitgestorven insect –Palaeodictoptera zegt het naamkaartje – dat er zes had (vier grote, twee minuscule) en twee lange slierten aan het achterlijf, waarmee het wellicht stabieler kon vliegen.
De meeste insecten die gevonden zijn in de lagen van het Carboon hadden een levenscyclus waarbij het juveniele sterk op het volwassen stadium leek. Ze groeiden door opeenvolgende vervellingen. In het Carboon dus nog geen vlinders (met de rups als larve), noch vliegen (met een made als larve), noch bijen, mieren of kevers. Insecten die een grote metamorfose ondergaan, zijn vandaag wél in de grote meerderheid.
Detailfoto van de kakkerlak Miroblattites costalis, met de kop, het lijf en de vleugels mooi bewaard. (Foto: Instituut voor Natuurwetenschappen)
Detailfoto van de kakkerlak Miroblattites costalis, met de kop, het lijf en de vleugels mooi bewaard. (Foto: Instituut voor Natuurwetenschappen)
Ik zie petieterige maar mooi gelijnde achterlijven van oerspinnen (zoals Brachypyge), en tot mijn grote vreugde ook kleine zeeschorpioenen (Eurypterus) en degenkrabben (Euproops), die zich blijkbaar aan brak of zoet water hadden aangepast. En dan, alsof Sinterklaas langskwam, krijg ik stukken van Arthropleura in m’n handen, een miljoenpoot die meer dan twee (!) meter lang kon worden, het grootste ongewervelde landdier ooit. Een icoon van het Carboon. De fossielen van deze planteneter die we hier in België hebben, zijn niet veel meer dan fragmenten van het pantser waar je, als je goed kijkt, een paar knobbels op herkent. Maar toch: een zeldzaam spoor dat deze indrukwekkende dieren in onze streken leefden.
De mini-degenkrab Euproops. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
De mini-degenkrab Euproops. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Een kleine zeeschorpioen, Eurypterus. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Een kleine zeeschorpioen, Eurypterus. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Rijen met uitstulpingen op het rugskelet van Arthropleura, de iconische miljoenpoot van het Carboon. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Rijen met uitstulpingen op het rugskelet van Arthropleura, de iconische miljoenpoot van het Carboon. (Foto: Erik Van de gehuchte, Instituut voor Natuurwetenschappen)
Artistieke reconstructie van Arthropleura, die meer dan twee meter lang kon worden. (Illustration JW Schneider, TU Bergakademie Freiberg)
Artistieke reconstructie van Arthropleura, die meer dan twee meter lang kon worden. (Illustration JW Schneider, TU Bergakademie Freiberg)
Een andere reus van het laat-Carboon en het daaropvolgende perm is Meganeura, die uiterlijk op een libel leek. Sommige soorten waren veertig centimeter lang en hadden een spanwijdte van zeventig centimeter, de lengte van je arm. En het waren geduchte rovers op andere insecten en kleine amfibieën. In België zijn er geen fossielen van gevonden, omdat de juiste lagen ontbreken, maar wel in centraal Frankrijk, in de steenkoolmijnen van Commentry. Een afgietsel in de Evolutiegalerij van het Instituut voor Natuurwetenschappen is dé schrik van insectofoben.
Meganeura-afgietsel in het Instituut voor Natuurwetenschappen. (Foto: Thierry Hubin)
Meganeura-afgietsel in het Instituut voor Natuurwetenschappen. (Foto: Thierry Hubin)
Reconstructie van Meganeura monyi. Stel je even voor dat dit over je hoofd heen zoeft, met een spanwijdte van liefst zeventig centimeter. (Illustratie: Matteo De Stefano/MUSE)
Reconstructie van Meganeura monyi. Stel je even voor dat dit over je hoofd heen zoeft, met een spanwijdte van liefst zeventig centimeter. (Illustratie: Matteo De Stefano/MUSE)
Waarom konden veel insecten in het Carboon zo groot worden? De afwezigheid van predatoren zal een rol gespeeld hebben, en wellicht ook de lucht. Michiel Dusar: ‘De toename van de biomassa op het land zorgde voor een omgekeerd broeikaseffect. Het CO2-niveau in de atmosfeer daalde, en het zuurstofgehalte nam toe. Tot wel 25 procent zuurstof, meer dan de twintig procent vandaag. Door het vele zuurstof konden insecten groter worden. Ze hebben geen efficiënte longen en moesten het dus hebben van hogere concentraties in de lucht.’
Dat hogere zuurstofniveau maakte de wouden, zeker de hogergelegen conifeerbossen, vatbaarder voor natuurbranden – met een blikseminslag als lucifer. ‘De frequente bosbranden deden het zuurstofgehalte op den duur stabiliseren tot twintig procent.’
Eieren op het droge
Tijdens het Carboon is er naast naaktzadige planten nog leven dat zich van het water begint weg te bewegen. Het zijn de eerste amnioten, voorouders van reptielen, vogels en zoogdieren. Sommige amfibieën – die in het Devoon waren ontstaan uit kwastvinnige vissen – hadden zich aangepast. De beenderen en spieren konden het lichaam dragen én hun embryo’s ontwikkelden zich in een vliezige zak gevuld met vruchtwater. Dankzij dat beschermende vlies hoefden de nakomelingen niet langer in water geboren te worden. De eieren werden op het nieuwe terrein gedropt: de vochtige strooisellaag van de tropische bossen.
Hylonomus, een van de eerste reptielen. (Reconstructie: Nobu Tamura)
Hylonomus, een van de eerste reptielen. (Reconstructie: Nobu Tamura)
Uit die eieren kwamen dan geen zwemmende larven, maar meteen miniatuursalamandertjes, die geen metamorfose meer hoefden te ondergaan. En in de strijd tegen uitdroging kregen eieren een schaal om zich heen. Zo’n amfibie was daarmee per definitie een reptiel geworden. Die aanpassing zal nieuwe terreinen openen, tot de droogste gebieden toe, onder meer in het Perm, de periode die op het Carboon volgt, en de laatste van het zogenoemde paleozoïcum. En het zal de verdere evolutie van reptielen, vogels en ook zoogdieren mogelijk maken. Van die eerste amnioten zijn in België, behalve een paar betwistbare pootafdrukken, voorlopig geen fossielen gevonden.
Nieuw in het carboon: planten én viervoeters bewegen zich weg van het water
‘Historische collecties zijn zo belangrijk’, zegt Bernard terwijl hij me nog een prachtfossiel van een 315 miljoen jaar oude kakkerlak laat zien. ‘De fossielen van het Carboon zijn in de negentiende en twintigste eeuw verzameld door mijnwerkers en ingenieurs. We mogen ze dankbaar zijn, want alle steenkoolmijnen zijn intussen onder water gelopen. Fossielen waren een belangrijke leidraad voor het mijnmanagement, vooral de exemplaren in de mariene sedimenten onder en boven de steenkoollagen. Ze lieten hen toe de koollagen aan elkaar te linken, want die waren vaak geplooid en onderbroken door de intense tektonische activiteit aan het einde van het Carboon en daarna.’
België in z'n plooi
Tektoniek! We zouden bijna vergeten dat het supercontinent Gondwana in slow motion met ons continent Laurussia aan het crashen is. Zulke landmassa’s zijn vele tientallen kilometers dik. ‘Denk niet aan auto’s die botsen,’ zegt Kris Piessens, ‘eerder aan grote blokken kaas die tegen elkaar worden geduwd. Dichter bij het oppervlak zal gesteente breken en zich herschikken; op grotere diepte plooien de lagen of worden ze platgedrukt. Maar over alle diepten heen kan een grote breuk ontstaan waarlangs dikke plakken gesteente over andere worden geschoven en dus op elkaar worden gestapeld. Dat is een overschuivingsbreuk. Al die horizontale processen leiden tot verticale verdikking: het deel dat de lucht in gaat, kennen we als gebergten, maar een nog groter deel wordt de aarde in gedrukt en vormt de wortels van het gebergte.’
En de schaal waarop dit gebeurt, moet gigantisch zijn geweest. ‘Als je de Himalaya – het resultaat van India die tegen Eurazië botste – al indrukwekkend vindt, bedenk dan wat gebeurt als twee gigantische continenten botsen.’ Aan het eind van het Carboon, zo’n driehonderd miljoen jaar geleden, is de Variscische gebergtevorming op zijn hoogtepunt. Het is een bergketen van zo’n vijfduizend kilometer lang. In het westen kennen we de restanten als de Appalachen, in het oosten heb je de Oeral, en centraal, in Europa, onder meer het Centraal-Massief, het Armoricaans Massief, de Vogezen, het Zwarte Woud, het Boheems massief, Sardinië, Corsica, het Harzgebergte, de Eifel, en vrijwel het hele Iberische schiereiland...
En bij ons? ‘Wij zijn in de geologische geschiedenis vaak een randland geweest, kwetsbaar voor afscheuringen en botsingen. En tijdens het Carboon zitten we op de zuidrand van Laurussia, precies waar Gondwana op mikt. We zitten pal op het botsvlak.’
300 miljoen jaar geleden. De tweede grote gebergtevorming is een feit. De Variscische gebergteketen gaat van de Appalachen, over Europese gebergten zoals het Centraal-Massief, de Vogezen en de Ardennen, tot aan de Oeral.
300 miljoen jaar geleden. De tweede grote gebergtevorming is een feit. De Variscische gebergteketen gaat van de Appalachen, over Europese gebergten zoals het Centraal-Massief, de Vogezen en de Ardennen, tot aan de Oeral.
Op de noordrand van Gondwana, op de ‘bumper’, zitten Frankrijk en Zuid-Duitsland (voor wie het zich afvraagt: Noord-Frankrijk en Noord-Duitsland lagen op ons continent, al van toen we Avalonië waren 480 miljoen jaar geleden). De ravage van de botsing is groot. ‘De resten van onze oudste bergen worden van hun wortels losgescheurd en verwerkt in het nieuwe, hogere gebergte dat de Ardennen nu aan het worden zijn. De kalksteenlagen breken en worden soms letterlijk op hun kop gezet: de jongste lagen onderaan, de oudste vanboven. En de steenkoolbekkens plooien.’
Waarom Vlaanderen vlak is en Wallonië schots en scheef. Het Massief van Brabant – het gebergte dat onder Vlaanderen zit – bleef als een blok staan tijdens het hoogtepunt van de Variscische gebergtevorming (vanaf 305 miljoen jaar geleden). Het behoedde Vlaanderen voor grote plooiingen, en gaf Wallonië een accordeon-achtig reliëf. De grens ligt toevallig op de taalgrens: de Midi-overschuivingsbreuk. (Figuur: Léon Dejonghe)
Waarom Vlaanderen vlak is en Wallonië schots en scheef. Het Massief van Brabant – het gebergte dat onder Vlaanderen zit – bleef als een blok staan tijdens het hoogtepunt van de Variscische gebergtevorming (vanaf 305 miljoen jaar geleden). Het behoedde Vlaanderen voor grote plooiingen, en gaf Wallonië een accordeon-achtig reliëf. De grens ligt toevallig op de taalgrens: de Midi-overschuivingsbreuk. (Figuur: Léon Dejonghe)
En dan loopt de vervorming in België op een onverzettelijke muur: het Massief van Brabant. Ongeveer op onze taalgrens krijg je daardoor een langgerekte overschuivingsbreuk: de Faille du Midi, de Midi-overschuiving. Het zuidelijke terrein plooit als een accordeon tegen het Massief van Brabant aan. Je kunt dat golvend patroon voelen als je door de Condroz rijdt, tussen Namen en Dinant: een zevental heuvelrijen. Het Massief van Brabant dat als een botsabsorbeerder fungeerde, is de reden waarom het vlakke Vlaanderen zo verschilt van het schots en scheve Wallonië.
De tweede grote gebergtevorming liep dood op de huidige taalgrens: Wallonië plooide als een accordeon, Vlaanderen bleef vlak
Dat was ook te merken in de steenkoolmijnen: in Limburg vertonen de koollagen lichte hellingen, terwijl de Waalse mijningenieurs vaker vloekten, want daar zijn ze geplooid. De Variscische gebergtevorming is een mondiale gebeurtenis: ze brengt de hele wereld bijeen tot Pangea. En dat zal het speelveld veranderen: grotere continenten die niet door zeeën zijn doorsneden, worden doorgaans droger. Naaktzadigen en reptielen hebben er al een paar goeie wapens voor ontwikkeld. Het zal hen geen windeieren leggen.
ANDRÉ DUMONT VOND STEENKOOL IN LIMBURG
André Dumont, professor mijnbouwkunde aan de KU Leuven, verkondigde twintig jaar lang dat er in de Limburgse Kempen steenkool zat. Zijn hypothese steunde op een rapport van zijn voormalige professor Guillaume Lambert uit 1876. Daarin betoogde hij dat een noordelijk steenkoolbekken zich uitstrekte van het Duitse Westfalen tot Engeland, met de kern in Belgisch Limburg. De hypothese stuitte op scepsis, maar Dumont bleef volhouden.
En dat werkte aanstekelijk op zijn studenten: in 1896 richtte een van hen een vennootschap op die 180.000 frank bijeenbracht voor een proefboring in Elen. Eind 1898 begon de boring, maar na bijna twee jaar stootte het team op 800 meter diepte op ‘rode gesteenten’. De kolen zaten er nog veel dieper, maar het geld was op.
In mei 1901 werd een nieuwe vennootschap opgericht. De groep begon in de gemeente As te boren. Op 2 augustus ontving Dumont in Spa, waar hij met zijn vrouw een gezondheidskuur volgde, een telegram: op 541 meter diepte was steenkool gevonden. ‘Ik wist het wel’, was zijn laconieke reactie. Op de trein naar As kon hij zijn mond niet houden, en het nieuws lekte meteen uit.
Wat volgde was een heuse coal rush. In een gebied van vijftig op acht kilometer werd steenkool gevonden, en zeven maatschappijen kregen een ontginningsvergunning: in Beringen, Waterschei, Winterslag, Zwartberg, Houthalen, Zolder en Eisden.
Dumont werd beheerder van de mijn die zijn naam droeg, in Waterschei. Maar de opening zou hij niet meer meemaken. Door de Eerste Wereldoorlog ging die pas van start in 1924, vier jaar na zijn dood. De eerste Limburgse mijn, die van Winterslag (waar vandaag C-Mine is), was al vanaf 1917 operationeel.
STILLE EN NIET ZO STILLE MOORDENAARS
Mijnwerkers hadden twee dodelijke vijanden. De ene sloeg toe in een flits, de andere sloopte je jarenlang van binnenuit. Le coup de grisou was de meest gevreesde. Grisou is een kleur- en geurloos mijngas, een mengsel van methaan, dat opgesloten zit in de steenkoollagen, en zuurstof. Zodra de concentratie boven de vijf procent uitkomt en iemand een vlam ontsteekt, volgt een explosie. In België alleen al vielen er meer dan 360 geregistreerde slachtoffers door dit gas. Om het onzichtbare gevaar op te sporen namen mijnwerkers eerst kanaries mee de diepte in. De vogels voelen een stijgende gasconcentratie als eerste en worden zenuwachtig. Nerveuze kanarie? Wegwezen! Later kwamen er speciale mijnwerkerslampen waarvan de vlamkleur de aanwezigheid en hoeveelheid mijngas verried. En nog later maten toestellen de hoeveelheid van het gasmengsel rechtstreeks.
Maar vóór meettoestellen, lampen en kanaries bestond een meer sinistere methode. Een arbeider, gehuld in een natte deken of monnikspij, kroop door de gangen met een brandende toorts boven het hoofd. Had er zich grisou opgehoopt aan het plafond, dan ontbrandde of ontplofte
het – met de man eronder. Ze deden het voor een premie. Het verhaal gaat dat ook gevangenen werden ingezet, in ruil voor strafvermindering.
Wie aan een coup de grisou ontsnapte, ontkwam niet aan het stof. Antracose is steenkoolstof in de longen, silicose fijn kwartsstof uit het omringende gesteente. Dat laatste was erger omdat het longweefsel schade bleef oplopen, ook als de mijnwerker al lang was gestopt met het ondergrondse werk. De longinhoud daalde jaar na jaar, als een riem die telkens een gaatje strakker wordt aangesnoerd. Aan antracose en silicose zijn vele duizenden mijnwerkers gestorven.
Foto: ex-mijnwerker Wilfried Dekinder toont zijn mijnwerkerslamp, waarvan de grootte van de vlam de hoeveelheid mijngas aangaf.
Het Instituut voor Natuurwetenschappen reconstrueert de omzwervingen van het lapje grond België: vanaf de zuidpool tot waar we nu liggen. Een serie over de unieke geologie van ons land in vijf longreads, vijf podcastafleveringen en vijf posters.
Dit tweede artikel staat in het maartnummer 2026 van Eos. De drie volgende artikels verschijnen in het mei-, zomer- en oktobernummer.
Je vindt alles op www.naturalsciences.be/r/planeetbelgie
Met steun van het Wernaersfonds van Fonds de la Recherche Scientifique (FNRS).
Een welgemeende dank aan onder meer:
- Geoloog Kris Piessens (Instituut voor Natuurwetenschappen) voor de inspiratie en begeleiding
- Geologen Michiel Dusar en Bernard Mottequin (Instituut voor Natuurwetenschappen), en bioloog Koen Martens (Instituut voor Natuurwetenschappen) voor het nalezen
- Sound designer Joris Van Damme en muzikant Bart Couvreur voor de podcast
- Illustratrice Vinciane Decamps (Vinch Atelier) voor de posters
- Videomaker Stijn Pardon (Instituut voor Natuurwetenschappen) voor de trailer
- Erik Van de gehuchte voor de focus-stacking van fossiele planten en dieren uit het Carboon
Built with Shorthand