Bijzondere polygoon structuren in de bodem van Emmen

Polygoon structuren uit  de koude tweede helft van de laatste ijstijd (Weichselien) in de ondergrond van Emmen

Als Willem Gunter belt kun je er staat op maken dat er iets bijzonders te melden is. Met Willem bedoel ik Willem Gunter. Meestal is het iets op geologisch gebied, zoals een paar restanten van de unieke witte Laitilarapakivi die bij een steenhouwerij in Emmen in plakken werd gezaagd. De andere keer betreft het een of meer interessante zwerfkeien die bij graafwerkzaamheden uit het keileem te voorschijn kwamen.

Deze keer was het geen steen maar een eigenaardige grondstructuur die hem was opgevallen. Het had te maken met graafwerkzaamheden ten behoeve van het nieuwe sportpark in Emmen. Daar waren volgens Willem merkwaardige lijnen en verkleuringen in de grond te zien. Zijn be­schrijving leek te duiden op patronen die konden zijn ontstaan door de invloed van intense koude op een bevroren ondergrond. Enige jaren eerder kreeg ik een overeenkomstige melding uit de buurt van Tripscompagnie bij Hoogezand in Groningen. Toen bleek het om een fossiele ­bodem met polygoon structuren uit de laatste ijstijd te gaan. Misschien hadden we hier in Emmen wel met iets soortgelijks te doen. Nieuwsgierig geworden spraken we af om elkaar de volgende dag bij het sportveld in aanleg te ontmoeten.

De locatie van het nieuwe sportcomplex bevindt zich op de oosthelling van de Hondsrug. Ten be­hoeve van een aan te leggen parkeerplaats was de bovengrond tot een diepte van ruim een meter afgegraven. Het profiel liet zien dat de keileem daar zeer dicht onder de oppervlakte voorkomt. Het leem is afgedekt door een dunne laag dekzand, die deels in de bouwvoor is opgenomen maar die verder naar onderen door vorst- en dooiwerking in de laatste ijstijd nogal verstoord geraakt is.

De vloer van de bouwput liet een afwisseling zien van soms meters grote vlakken geelachtig tot roestbruin gekleurd dekzand en keileem. Over korte afstand vormden de plekken zand en leem een chaotisch geheel, maar gezien over de hele bouwputvloer waren de beide grondsoorten op­vallend gelijkmatig verdeeld.

Zowel in het zand als in het keileem waren kortere en langere, ietwat grillig kronkelende en gol­vende lijnen te zien die zeer duidelijk tegen de bruine omgeving afstaken. De lijnen waren ge­middeld een centimeter of iets meer dik en bestonden uit witachtig geel of groengrijs lemig zand.

Van enige afstand bekeken vormden de lijnen een opvallend netvormig patroon die veelhoekige vakken omsloten met een middellijn van meestal minder dan 1 meter. De lijnen liepen vanuit de zandplekken zonder onderbreking door tot in het keileem en omgekeerd. Van enige afstand beke­ken kon duidelijk worden waargenomen dat het netpatroon niet overal even duidelijk aanwezig was. Over afstanden van enige meters was sprake van een afwisseling van erg duidelijke netpa­tronen met vlakken waar de uit lichtkleurig zand bestaande lijnen vaag waren of zelfs helemaal ontbraken.

Het keileem had de typische roestbruine kleur die zo kenmerkend is op de Hondsrug. Op ver­schillende plaatsen staken kleinere en grotere zwerfstenen in de keileem. Inspectie maakte dui­delijk dat we hier met het normale zwerfsteengezelschap te maken hadden dat de hoogste delen van de Hondsrug inclusief de oosthelling typeert. We komen er veel rapakivigesteenten in tegen in allerlei typen en variaties, waaronder natuurlijk de overbekende Alandrapakivi. Verder vonden we Hagagraniet, Pyterliet en een tweetal duidelijke voorbeelden van een sterk porfirische Kökar­rapakivi. Kortom, het keileem dat hier was aangesneden was duidelijk van het zgn. Emmen-type. Het zwerfsteengezelschap erin is namelijk zeer sterk oostbaltisch getypeerd. De keien zijn voor het grootste gedeelte afkomstig uit de noordoostelijke Oostzee. Een ander kenmerk van de Em­men­keileem is het ontbreken van vuursteen.

De interpretatie van de lijnpatronen te midden van de chaotische afwisseling van zand- en kei­leemvlakken was niet moeilijk. Alle structuren stammen uit de koude tweede helft van de laatste ijstijd (Weichselien). Vanaf zo’n 54.000 jaar geleden verslechterde het klimaat zienderogen. Het werd vooral in de periode van 29.000 – zo’n 14.000 geleden zo koud dat er soms sprake was van een poolwoestijn. De gemiddelde julitemperatuur kwam in die duizenden jaren lange periode, afgezien van enkele relatief kortdurende onderbrekingen, nauwelijks boven nul.

Permafrost

Als gevolg hiervan was de ondergrond tot vele meters onder het oppervlak permanent bevroren. Alleen in de kortdurende zomer kwam de temperatuur soms ruim boven nul uit, waardoor de bo­venste 1 tot 2 meter van de bodem kon ontdooien. Door het opnieuw van bovenaf bevriezen kwam de nog ontdooide met water verzadigde tussenlaag herhaaldelijk onder grote druk te staan. Dit jaar-in-jaar-uit optredende proces is de oorzaak geweest dat zand- en leemlagen onderling met elkaar verkneed raakten. Hierdoor ontstond de grillige structuur- en kleurafwisseling van beide grondsoorten die op de bodem van de bouwput van de parkeerplaats zichtbaar was.

Het opvallende netwerk van lichtkleurige zandlijnen past helemaal in dit verhaal. Zij zijn te inter­preteren als polygoon structuren die kenmerkend zijn voor het strenge ijstijdklimaat tijdens het Weichselien. Polygoon structuren in bodems komen tegenwoordig nog voor, op de toendra’s en in droge rivier­beddingen in de poolstreken van Canada, Spitsbergen en in Siberië.

De ietwat grillige lijnen van het netpatroon zijn op te vatten als met lichtgekleurd zand opgevulde vorstscheuren. Deze treden op onder omstandigheden waarbij door intense kou de bodem krimpt en net als uitdrogende klei gaat scheuren. De vorstspleten kunnen een paar centimeter diep zijn, maar soms ook meer dan 2 meter. Dikwijls zijn in de spleten ijswiggen ontstaan, maar vaak ble­ven de scheuren ook droog. Dat laatste was in Emmen het geval. De polygoon scheuren in Emmen waren niet fors uitgevallen – niet meer dan enkele centimeters. We moeten hierbij wel in ogen­schouw nemen dat onbekend is hoever ze nog naar boven door liepen- In de sterk uitgedroogde en daardoor keiharde steilwand van de bouwput kon dat helaas niet vastgesteld worden.

In een landschap praktisch zonder begroeiing kan zand gemakkelijk verstuiven. Dat zal in het barre klimaat tijdens het Pleniglaciaal zeker ook het geval zijn geweest. Het aangewaaide in dit geval lichtgekleurde – zand heeft vrijwel alle scheuren van de polygoon structuren opgevuld, waardoor het typisch netvormige patroon bewaard kon blijven. Later in het Weichselien is het hele gebied lichtelijk overstoven geraakt met een dun laagje dekzand. Daarop hebben landbou­wers eeuwenlang geboerd, zijn er later huizen opgebouwd en zijn er wegen op aangelegd, zonder dat iemand er ook maar een flauw idee van had dat daaronder zeldzame fossiele sporen verbor­gen lagen uit een lang vervlogen periode die we het beste kunnen betitelen als ‘barre tijden’.

Harry Huisman