Geologie van de gevel

Fossielen naast de flappentap: wie er oog voor heeft ontdekt een geologische schatkamer in iedere binnenstad. Michiel van Nieuwstadt

Op het Rotterdamse Schouwburgplein spelen kinderen op gesteente uit het diepste van een oeroude Braziliaanse bergketen. Klanten van het hoofdpostkantoor aan de Coolsingel halen hun geld op naast fossielen van inktvisachtigen die een half miljard jaar geleden aanspoelden op de subtropische kust van Scandinavië. En de hoofdingang van het Beurs-WTC gebouw is opgetrokken uit het binnenste van een enorme magmakamer die nooit als vulkaan is uitgebarsten en in het noordoosten van Sardinië na honderden miljoenen jaren erosie aan het aardoppervlak kwam te liggen.

De meeste mensen lopen er aan voorbij, maar niet geoloog Jan Verhofstad. Met een loep voor het oog drukt hij zijn neus tegen een van de zuilen van het Beurs-WTC gebouw, verheven boven de Rotterdamse Koopgoot. “Kijk naar die grillige legpuzzel van minuscule kristalletjes”, zegt hij. “Dit is Bianco Sardo, een graniet die is gewonnen in een groeve op Sardinië. Je ziet grijze kwartspuntjes, zwarte glimmende biotiet en vuilwitte veldspaat.” Die mineralen, legt Verhofstad uit, zijn een voor een gevormd toen vloeibaar gesteente langzaam afkoelde in een magmakamer diep onder het aardoppervlak. Die magmakamer is nooit verstoord door tektonische processen. “Dat zie je doordat de kristallen willekeurig, ongericht door elkaar liggen. Uit de mozaïekstructuur spreekt een totale rust.”

zeelelies

Met chemicus Jan van den Koppel schreef Verhofstad een boekje over natuursteen in de stad. Honderden gesteenten passeren de revue in wandelingen door Rotterdam en elf andere Nederlandse steden. Met de veldgids van Van den Koppel en Verhofstad weet je wat je voor je hebt. Fossiele zeelelies of koralen. Basalt van een vulkaanuitbarsting of migmatiet uit een berghart.

Voor een duizelingwekkende blik terug in de tijd is die determinatie trouwens nog maar het begin. Want hoe heeft zich dat gesteente dan gevormd, en waar precies? Met zo’n vraag belandt de wandelaar langs Lijnbaan of Koopgoot algauw diep in de geologische wetenschap. Een wetenschap die reconstrueert hoe continenten in de loop van honderden miljoenen jaren met een snelheid van enkele centimeters per jaar over het aardoppervlak schoven, botsten, over elkaar heen schoven en weer uit elkaar dreven. En hoe verschillende gesteenten die ertussenin klem raakten, geboetseerd werden tot bergen en erodeerden tot valleien.

Het Bianco Sardo aan de pilaren van het Beurs-WTC gebouw blijkt een puzzelstukje in de gecompliceerde geologie van Sardinië. Het gesteente wordt gewonnen in een mijn op het noordoostelijk deel van het eiland, nabij het dorpje Alà dei Sardi. Dáár is de gestolde magmakamer – geologen spreken van een batholiet – na honderden miljoenen jaren van erosie aan het aardoppervlak gekomen. “De batholiet van Corsica en Sardinië is een complex van gestold gesteente van 500 kilometer lang en 50 kilometer breed”, legt de Franse geoloog Jérôme Gattaccea uit in een e-mail. Het ontstaan ervan heeft niet direct te maken met de botsing tussen Afrika en Europa, maar wel met een veel eerdere botsing tussen de oeroude continenten Gondwana (met onder meer Afrika) en Laurazië die dateert van meer dan 300 miljoen jaar geleden. Uit die botsing ontstond een enorme bergketen waarvan geologen het geërodeerde binnenste nu nog bestuderen. Gebergten die stammen uit deze periode liggen niet alleen op Corsica en Sardinië, maar in een langgerekte boog die loopt van Portugal tot diep in het midden van Europa. Ook de Ardennen behoren ertoe.

stoeptegel

In het centrum van Rotterdam ligt zo een baaierd aan interessante gesteenten binnen kuierafstand. Alleen voor baksteen en ordinaire stoeptegels halen Verhofstad en Van den Koppel de neus op. “Daar bemoei ik me niet mee”, zegt Verhofstad laverend tussen de trambanen voor Rotterdam CS. “Stoeptegels ontstaan uit kunstmatige processen waar ik als geoloog niks aan heb. Je mengt steentjes met cement en water. Als je natuursteen in de stad wilt bekijken, moet je als eerste bepalen waar je wel en niet naar kijkt. De meeste mensen voelen instinctief het verschil tussen natuursteen en kunstmatige stenen wel aan.”

Terwijl de kinderen de waterstralen ontwijken op het schouwburgplein staat Verhofstad stil bij het groenig zwarte gesteente onder hun voeten. Door het water komt de structuur ervan goed naar voren. “Dit is een Braziliaanse migmatiet”, doceert Verhofstad. “Het is onder hoge druk ontstaan in het diepste binnenste van een gebergte. Tegenwoordig wordt het gewonnen en geëxporteerd onder de commerciële soortnaam São Francisco. Kijk naar de structuren, de kenmerkende streperigheid van het gesteente en je ziet voor je hoe het ooit bijna smolt onder de enorme druk van het bovenliggende gebergte. De lichtere partijen van graniet zijn als het ware door het omliggende gesteente uitgezweet.”

fundering

Dit gesteente was eens onderdeel van het Braziliaanse schild. Dat is de mengelmoes van oud en zeer oud gesteente die als een fundering ligt onder heel Brazilië en een deel van de aangrenzende landen. Maar in welke tijd de migmatiet van het Schouwburgplein geplaatst moet worden is lastig te achterhalen. “Voor de vorming van het gesteente is een hoge druk nodig en een temperatuur van meer dan 700 graden Celsius”, zo legt geologe Hanna Jordt Evangelista van de universiteit van Ouro Preto in Brazilië desgevraagd uit. “Die omstandigheden hebben hier bestaan in verschillende tijdvakken en op vele plaatsen. São Francisco is de handelsnaam voor een gesteente dat in Brazilië op tal van plaatsen gewonnen wordt. Het kan gaan om een gesteente van 2,1 miljard jaar oud of zelfs nog veel ouder, uit de tijd dat zich op sommige plaatsen op aarde voor het eerst een vaste korst vormde.”

Voor een geoloog is Nederland het kleiputje van Europa. In Winterswijk komen gesteenten aan het oppervlak van 250 miljoen jaar oud en in Zuid-Limburg wat jongere kalksteen. Verder is Nederland een saai land voor de natuursteenliefhebber. Dat wil zeggen: in het veld. Maar met de neus op Rotterdamse gevels valt evenveel over geologie te leren als tijdens een excursie in de Alpen, vindt medeauteur Van den Koppel. “Ik ben dus geen geoloog, maar scheikundige. In Oostenrijk rijd je langs rotsformaties en denk je: wat is dat in hemelsnaam. Door de verwering ziet het er allemaal zeer gelijksoortig uit. Je moet echt heel dichtbij staan en er een stukje vanaf slaan om erachter te komen wat het is.”

In Rotterdam gaat het beter. Verhofstad: “Welke gesteenten je aantreft in oude stadscentra is vaak redelijk te voorspellen. Maar Rotterdam is bijzonder omdat grote delen van de de stad recent opnieuw zijn opgebouwd.’’ Het congrescentrum De Doelen aan het Kruisplein toont rapakivi, 1,5 miljard jaar oud en deel van het Baltische Schild in het zuiden van Finland. De restanten van een ondiepe zee zijn verwerkt in de 55 miljoen jaar oude nummulietenkalk in het pand van Vroom & Dreesman.

Verhofstad: “In de stad kun je gesteenten mooier zien dan in het veld. Ze zijn bewerkt. Daardoor krijg je zicht op het inwendige van het gesteente, net als op het slijpplaatje dat geologen onder de microscoop leggen om een gesteente te determineren. In de stad moeten wij het doen met een loep, maar ook daarmee kun je individuele mineralen herkennen en inzicht krijgen in de structuur.” Zo kun je bepalen of een gesteente laag voor laag als sediment is afgezet, van vulkanische oorsprong is of metamorf, wat wil zeggen dat onder hoge druk en temperatuur de kristalstructuur van de samenstellende mineralen veranderd is.

Gesteente op muren en plaveisel biedt vaak ook een prachtig zicht op fossielen. Langs de licht- en donkergrijze plint van het Rotterdamse stadhuis aan de Coolsingel zijn de restanten zichtbaar van een oerzee uit het vroege Carboon (circa 350 miljoen jaar geleden). Het is Belgische hardsteen, boordevol fossielen. Verhofstad: “Ik stel me een ondiepe zee voor, bezet met koraalriffen. Dit is honingkoraal, dat type koraal bestaat nog steeds. Dit hier is een Brachiopode, een fossiel dat lijkt op moderne strandschelpen, maar er niet nauw aan verwant is.”

Een paar passen verder, trap op naar het postkantoor begint de volgende oerzee. Tegen de muur, achterin de hal is volgens Verhofstad en Van den Koppel het mooiste gratis te bezichtigen fossiel van Rotterdam te vinden. Het is een dwarsdoorsnede van de externe schelp – formaat onderarm – van de inktvisachtige Orthoceras. De schelp waarin deze koppotige (naar zijn tien tentakels op de kop) zich kon terugtrekken vormt een kaarsrechte pijlpunt, aan weerskanten afgezet met biezen van kamertjes.

heuphoge plint

De enige nog levende inktvisachtige met een externe schelp is Nautilus, maar die is gewonden in plaats van recht. Het postkantoorfossiel zit in een heuphoge plint van roodgevlekte en soms grijze kalksteen die is afgezet langs de Zweedse Oostzee-eilanden in het Ordovicium (omstreeks 450 miljoen jaar geleden). De grond van het postkantoor is betegeld met dezelfde steen, en vele kleine verwanten van Orthoceras.

Paleozoöloog Harry Mutvei van het Natuurhistorisch Museum in Stockholm, heeft de kalksteen van Öland intensief bestudeerd. In een e-mail schetst hij desgevraagd een beeld van Orthoceras en zijn leefomgeving. “Deze dieren leefden in diep water. De afzettingen die we vinden bij Öland zijn dus met zeestromingen aangevoerd vanuit de oceaan. Orthoceras was een koppotige met een rechte schelp. Daarnaast vinden we in deze afzettingen veel grote trilobieten [geleedpotige zeedieren die enigszins lijken op pissebedden] en koppotigen met een gewonden schelp [zoals die van ammonieten].”

Mutvei: “Als je goed kijkt naar het fossiel, dan zie je tussen de kamertjes aan weerszijden een dunne doorlopende buis binnenin de schelp. Die buis was geperforeerd. Er binnenin zat zacht weefsel dat werd gebruikt als een efficiënte osmotische pomp.’’

Orthoceras-fossielen zoals die in het Rotterdamse postkantoor zijn voor moderne wetenschappers nog altijd onderwerp van discussie. Die discussie spitst zich nu toe op de vraag of het dier horizontaal kon zwemmen of alleen verticaal, zoals Mutvei gelooft. “Hij had een externe schaal en dus geen vinnen. Dat belemmert horizontaal zwemmen. Ik stel me voor dat Orthoceras dagelijks migreerde in de waterkolom door gebruik te maken van zijn gespecialiseerde osmotische buis.”

Op het Rotterdamse postkantoor staren de wachtenden verveeld voor zich uit. Terwijl we Orthoceras nog eens goed bekijken, kan chemicus Van den Koppel er niet over uit. “Ik heb hier ook jarenlang mijn geld gehaald. Voordat we ons boekje schreven wist ik van het bestaan van dit prachtige fossiel niet af.’’

De geologische stad, Steeds natuursteen, Jan Verhofstad en Jan van den Koppel. 17,95 euro. ISBN-10: 90-806769-3-4. Verkooppunten: www.degeologischestad.nl