In de bodem en aan de randen van de Middellandse Zee bevinden zich dikke lagen steenzout en gips, die zijn afgezet tijdens de Messiniaanse Zoutcrisis van 5.97 tot 5.33 miljoen jaar geleden. Een samenspel van klimaatschommelingen en veranderingen in de diepte en de breedte van de zeestraten die de zee met de oceaan verbonden waren de oorzaak van het tijdelijke zoutoverschot.
Zout in een halietmijn bij Realmonte, Sicilië
Paul Meijer, Universiteit UtrechtZo´n 6 miljoen jaar geleden viel de Middellandse Zee bijna droog. Dikke pakketten steenzout en gips in de ondergrond en omgeving van deze binnenzee getuigen van een enorme verzilting en verdroging in het gebied, die plaatsgevonden moet hebben van 5.97 tot 5.33 miljoen jaar geleden: De Messiniaanse Zoutcrisis. De Middellandse Zee was in deze tijd (het Messinien) bijna volledig afgesloten van de Atlantische Oceaan. Een samenspel van klimaatschommelingen en veranderingen in de breedte en diepte van de zeestraten die de zee destijds met de oceaan verbonden kan de opbouw van de zoutpakketten verklaren, schrijft Robin Topper, aardwetenschapper aan de Universiteit Utrecht, in het proefschrift waarop hij afgelopen week promoveerde.
Modellen
Topper simuleerde met computermodellen het effect van het openen en sluiten van de zeestraten die destijds de verbinding tussen de oceanen en de Middellandse Zee vormden. Afrika was bezig in slow-motion op Europa te botsen – een proces dat nog altijd aan de gang is – en daardoor veranderde de vorm van zowel de zee als de zeestraten voortdurend. Dit had op zijn beurt weer een grote invloed op de circulatie van het water, en daardoor ook op eigenschappen als het zoutgehalte en de temperatuur.
Topper berekende onder meer hoe de zoutconcentratie in het water verandert door het versmallen of verwijden van de zeestraten, onder invloed van de plaatbewegingen. Dat de gedeeltelijke afsluiting van de zeestraten de zoutcrisis veroorzaakt heeft was al veel langer bekend, maar nu is er voor het eerst een scenario voor de geologische geschiedenis dat de diktes en lokaties van de verschillende zoutlagen verklaart.
Middellandse Zee, satellietbeeld
courtesy of NASAGips en haliet
Door de geleidelijke afsluiting van de verbindingen met de Atlantische Oceaan liep de zoutconcentratie langzaam op, en vormde zich gips aan de randen van de Middellandse Zee, schrijft Topper in zijn proefschrift. Daarna werd de zoutconcentratie zelfs zo hoog dat er dikke zout (haliet) pakketten zijn afgezet. “Het grootste deel van de Middellandse Zee was toen minstens net zo zout als de Dode Zee tegenwoordig”, vertelt Topper. De verbinding met de Atlantische Oceaan was niet volledig afgesloten, merkt hij op. “Er moet telkens weer nieuw zeewater zijn binnengestroomd en verdampt, anders hadden de zoutlagen nooit zo dik kunnen worden.”
Zoutafzettingen in de Dode Zee (Jordanië)
Bernard Gagnon, via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0Voor onderbrekingen in het dikke zoutpakket heeft Topper ook een verklaring. Klimaatschommelingen tijdens de Messiniaanse Zoutcrisis zorgden op gezette tijden voor nattere perioden, met veel regen. Dit leidde tot de extra toevoer van water via rivieren die in de zee uitmondden, waardoor de neerslag van zout tijdelijk werd onderbroken.
Olie
Ook de Atlantische Oceaan zelf was ooit (deels) een min of meer afgesloten binnenzee: In het midden van de Krijt-periode was noordelijke deel van deze oceaan ingesloten door Europa, Afrika, en Noord en Zuid Amerika. In dit geval leidde dit echter niet tot een overmaat aan zout, maar tot een gebrek aan zuurstof. Door de verandering in stromingspatronen hoopten zich bovendien nutriënten (voedingsstoffen) op in de bovenlagen van de zee, en groeiden algen uitbundig. Omdat organisch materiaal bij gebrek aan zuurstof niet vergaat hoopte het zich uiteindelijk op op de bodem van de oceaan. Daar ligt het nu opgeslagen als zwarte schalies, die op sommige lokaties rijk zijn aan olie.
Robin Topper verdedigde zijn proefschrift op 1 november 2013