Middellandse Zee viel niet droog dankzij megavloed

Nieuwe bewijzen zwengelen een decennia oud debat aan over de vraag hoe de verbinding tussen deze binnenzee en de Atlantische Oceaan opnieuw tot stand kwam.dinsdag 10 maart 2020

Onder de serene en turquoise wateren van de Middellandse Zee ligt een blinkend wit geheim: een laag zout die op sommige plekken meer dan drie kilometer dik is en diep onder het Mediterrane bekken verborgen ligt. De spookachtig witte laag is een overblijfsel van de oer-Middellandse Zee die miljoenen jaren geleden van de aardbodem verdween. Sommige wetenschappers denken dat die zee gedurende een bepaalde periode in zijn geheel verdampte en net zo droog was als de aangrenzende Sahara in het zuiden.

Maar zelfs na tientallen jaren onderzoek is het hoe en waarom van deze Mediterrane verdwijntruc en de enorme watervloed die het bekken daarna weer vulde, nog steeds in raadselen gehuld. Toen de Middellandse Zee zich circa vijf miljoen jaar geleden opnieuw met zeewater vulde, ging dat mogelijk gepaard met de grootste stortvloed in de geschiedenis van onze planeet. Volgens één schatting was het watervolume dat zich in het diepe Mediterrane bassin stortte, vijfhonderdmaal groter dan dat van de rivier de Amazone.

“Het moet sensationeel zijn geweest,” zegt Daniel García-Castellanos van het Spaanse Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera. In een recente analyse die is verschenen in het tijdschrift Earth-Science Reviews, hebben García-Castellanos en zijn team een cluster van afzettingen geïdentificeerd die mogelijk door de megavloed is achtergelaten.

Earth 101
De aarde is voor zover we weten de enige planeet waarop leven voorkomt. Kom meer te weten over de oorsprong van onze planeet en over een aantal van de belangrijkste factoren die van dit blauwe stipje in de ruimte een uniek wereldwijd ecosysteem maken.

Zonder deze immense stortvloed vanuit de Atlantische Oceaan zou de Middellandse Zee zoals we die nu kennen niet bestaan. En zou deze zee niet hebben gediend als belangrijkste verbinding voor de schepen die sinds het begin van de beschaving tussen de rijke culturen van het Middellandse zeegebied voeren. Ook is de Middellandse Zee een belangrijke pomp voor de wereldwijde watercirculatie. Door de hoge verdamping bevat het water van de zee extra veel zout, dat in Atlantische Oceaan stroomt en daar bijdraagt aan de grote ‘lopende band’ van zeestromingen die de hele aarde omspant en grote invloed heeft op het ontstaan van stormen en het optreden van temperatuursveranderingen, luchtdrukpatronen en andere weersverschijnselen.

Nu de huidige temperatuur op aarde gestaag oploopt en de ijskappen op de polen afsmelten, is het “verdraaid belangrijk” om uit te zoeken welke processen een rol hebben gespeeld in de vorming van de planeet die we nu kennen, zegt Rachel Flecker, geologe aan de University of Bristol.

De vloed van het eon

Tegenwoordig verdampt de bijna vier miljoen kubieke kilometer water van de Middellandse Zee in hoog tempo, waardoor elk jaar circa één meter twintig aan water in damp overgaat. Regenval en de toevoer van rivierwater is niet eens genoeg om deze verdamping te compenseren, dus de enige waterbron die ervoor zorgt dat het systeem stabiel blijft, is de gestage toevoer van zeewater uit de aangrenzende Atlantische Oceaan, water dat door de smalle zee-engte tussen Spanje en Marokko, de Straat van Gibraltar, stroomt.

Maar vele miljoenen jaren geleden moet het landschap in deze regio als gevolg van tektonische verschuivingen diep onder het oppervlak zijn opgetild, waardoor de zo belangrijke verbinding tussen de Middellandse Zee en de Atlantische Oceaan werd afgesneden. Waarschijnlijk bleef er zeewater in het Mediterrane bekken stromen, maar stromingen van dicht en zout water die over de bodem van de binnenzee stroomden, konden niet langer naar de Atlantische Oceaan worden gespuid. Zo’n zes miljoen jaar geleden begon het zout zich in immense hoeveelheden in het Mediterrane bekken op te hopen, genoeg om nu iedere aardbewoner (het zijn er nu 7,7 miljard) te voorzien van bijna vijftig Piramides van Cheops aan zout.

Sommige onderzoekers denken dat de regio vóór de grote megavloed bijna geheel droogviel, waardoor er een diep bassin ontstond dat bijna twee kilometer onder het huidige zeeniveau lag. Het enige wat zich tussen dat lege bekken en de machtige Atlantische Oceaan bevond, was een smalle strook land waar tegenwoordig de Straat van Gibraltar loopt (hoewel er nog steeds wordt gedebatteerd over de precieze breedte van deze voormalige landbrug).

Zo’n 5,3 miljoen jaar geleden doorbrak een reusachtige stortvloed deze afscheiding, waardoor de aloude verbinding tussen de oceaan en de binnenzee werd hersteld. Maar zoals al jarenlang wordt gediscussieerd over de mate waarin de Middellandse Zee opdroogde, zo wordt ook al jaren gedebatteerd over de omvang van deze stortvloed. Getergd door het gebrek aan beschikbare bewijzen, wilden García-Castellanos en zijn team berekenen hoe snel een leeg Middellandse Zee-bekken weer kon worden opgevuld. De doorbraak van de landbrug moet ooit zijn begonnen als het doorsijpelen van zeewater door de natuurlijke dam die het huidige Europa met Afrika verbindt, zo blijkt uit het model dat de onderzoekers in 2009 presenteerden. Maar door erosie werd die ‘lekkage’ snel groter. “Het proces wordt al heel snel onomkeerbaar,” zegt García-Castellanos.

Terwijl de waterstroom toenam, werd een steeds dieper waterkanaal uitgesleten, waardoor nog grotere watermassa’s door het gebied konden denderen. Op het hoogtepunt van de stortvloed moet er honderd miljoen kubieke meter water per seconde door de voormalige landbrug zijn gestroomd, waardoor de Middellandse Zee in amper twee jaar tijd of zelfs nog korter geheel werd gevuld. Bij die gebeurtenis zouden vierhonderd miljoen Olympische zwembaden aan afzettingen zijn weggeslagen, waarbij op de plek van de huidige Straat van Gibraltar een diepe geul in de zeebodem werd uitgesleten.

“Het is net als water dat uit een brandweerslang spuit,” zegt William Ryan, een marien geoloog van de Columbia University die eerder was betrokken bij het identificeren van de enorme zoutafzettingen in het Mediterrane bekken.

De megaramp zou de hele regio hebben getransformeerd, want niet alleen werd er water meegevoerd, maar ook kolossale hoeveelheden gesteente, zand en wat zich verder nog in de baan van het water bevond. “Als je het over zó’n waanzinnig hoog energieniveau hebt, dan spreek je niet over de verplaatsing van zandkorreltjes over de bodem van de zee. Alles wordt in een extreem chaotische werveling weggevoerd,” zegt Victor Baker, geoloog aan de University of Arizona en expert in megavloeden.

Prehistorische puzzel

In de negentiende eeuw meenden geologen dat stortvloeden van deze omvang simpelweg onmogelijk waren. Ze waren afhankelijk van moderne processen om aan te tonen dat iets dergelijks in het verleden niet was voorgekomen. “Het probleem is dat echt grote ‘zondvloeden’ zeer zeldzaam zijn,” zegt Baker, wat hij vergelijkt met het feit dat kolossale inslagen als die van de Chicxulub-asteroïde, die het leven op aarde voorgoed veranderde, niet elke één miljoen jaar – en zelfs niet elke tien miljoen jaar – plaatsvinden.

Wetenschappers begonnen in de jaren vijftig van de vorige eeuw te spitten in het geologische verleden van de Middellandse Zee. Langs de kusten van de binnenzee ontdekten ze zoutafzettingen die wezen op de prehistorische aanwezigheid van een watermassa met een zeer hoog zoutgehalte. In de jaren zeventig haalden geologen aan boord van het onderzoeksschip Glomar Challenger boorkernen uit de zeebodem omhoog, waardoor ze eindelijk de zoutige overblijfselen uit dit turbulente tijdperk in de geschiedenis van de Middellandse Zee met eigen ogen konden aanschouwen.

Ingebed in de bovenste lagen van de zoutafzettingen vonden ze patronen die sterk deden denken aan moddervlakten die in de zon zijn uitgedroogd en daardoor verbrokkelen – een aanwijzing dat in dit gebied niet altijd zeewater klotste, zegt Ryan. Maar over de vraag hoe sterk de Middellandse Zee ooit is gekrompen en hoelang deze droogteperiode heeft geduurd, woedt nog altijd een verhit debat.

In de loop der jaren hebben veel onderzoekers zich gewaagd aan de oplossing van dit lastige probleem, maar hoe meer aanwijzingen zich opstapelden, des te raadselachtiger de kwestie werd. In het hele Mediterrane bekken zijn fossielen van microscopisch kleine organismen gevonden die wijzen op een bijna volledig gevulde Middellandse Zee, en dat in het tijdperk dat direct voorafging aan het herstel van de verbinding met de Atlantische Oceaan, zegt Wout Krijgsman, geoloog aan de Universiteit Utrecht. Misschien was de regio helemaal geen woestijn voordat ze door de stortvloed onder water werd gezet, maar een geslonken zee.

Een van de grote vragen die García-Castellanos en anderen willen beantwoorden, is waar alle afzettingen als gevolg van de zondvloed zijn gebleven. Geschat wordt dat duizend kubieke kilometer sediment over het hele Middellandse Zee-bassin werd verspreid, vooral op plekken waar de stroming van het water was afgenomen. Maar die afzettingen, die ver vóór de komst van de eerste mensen naar deze regio werden neergelegd, liggen nu diep onder de zeebodem verborgen.

Om aanwijzingen uit dat verre verleden op te sporen gebruiken de onderzoekers een soort geologische echografie, waarbij ze vanaf een schip seismische golven naar de bodem van de Middellandse Zee zenden en de echo’s ervan opvangen. Even ten oosten van de grens tussen het westelijk en oostelijk Mediterrane bekken stuitten ze op een cluster van gesteente en zand die mogelijk werd achtergelaten tijdens de megavloed. En na het doorspitten van eerdere seismische gegevens denken García-Castellanos en zijn collega’s dat ze nog een andere afzettingscluster hebben gevonden, in de vorm van een lange schaduw van gesteente achter een onderzeese vulkaan. Deze sedimenten zijn veelbelovende aanwijzingen, maar er zijn nog geen bodemmonsters van genomen, dus weten de onderzoekers niet precies wanneer ze zijn ontstaan, zegt Flecker.

Daar kan binnenkort verandering in komen. Flecker en anderen hopen op meerdere plekken in de Middellandse Zee boringen uit te voeren en daarbij op nog meer belangrijke aanwijzingen voor het geologische verleden van het gebied te stuiten. 

“Toekomstige boringen zouden van grote invloed kunnen zijn bij het beantwoorden van de vraag wat er werkelijk is gebeurd en hoe dat is gebeurd,” zegt Ryan.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer