Het Mesozoïcum is een era van de geologische tijdschaal, dat van oud naar jong de periodes Trias, Jura en Krijt omvat. Het is het era waarin onder andere de dinosauriërs een belangrijke levensvorm op aarde waren. Het einde van het Mesozoïcum voltrok zich 66 miljoen jaar geleden met een plotselinge massa-extinctie. Vormen van leven die gedurende miljoenen jaren de ecosystemen gedomineerd hadden, verdwenen gedurende geologisch gezien zeer korte tijd. De meest gangbare hypothese betreffende de oorzaak van de massa-extinctie is een grote meteoriet inslag, die zeer veel stof in de dampkring bracht, waardoor zonlicht voor lange tijd werd geblokkeerd, het klimaat sterk afkoelde en fotosynthese, noodzakelijk voor vegetatiegroei, onmogelijk werd. De zichtbare geologische geschiedenis in Winterswijk begint met de oudste periode van het Mesozoïcum: het Trias.
Het gebied rond Winterswijk is uniek voor Nederland, omdat geen van de hieronder beschreven Winterswijkse mesozoïsche gesteenten ergens anders in Nederland aan de oppervlakte voorkomen. Afgezien van de Sibelco-steengroeve zijn de vindplaatsen van de mesozoïsche gesteentes niet opvallend en nauwelijks terug te vinden in het Winterswijkse landschap. Toch zijn de merendeels onzichtbare mesozoïsche gesteentelagen van invloed op het landschap, zowel wat betreft de waterhuishouding (sommige lagen uit de Krijt periode zijn watervoerend en geven kwelwater af aan de Boven Slinge en aan doorlatende lagen uit de Tertiair en Kwartair periodes) en de hoogteligging van het landschap. De mesozoïsche gesteentelagen zijn hier namelijk slechts bedekt door een soms maar enkele decimeters dikke bodemlaag, die van recente oorsprong is. Het is aannemelijk dat gedurende de geologische geschiedenis, o.a. ten tijde van de opheffing van het Oost-Nederlands plateau, de harde Mesozoïsche gesteentelagen meer weerstand boden tegen erosie dan de zachtere lagen ten westen van Winterswijk, waardoor delen van het gebied rond Winterswijk tot 50m boven NAP liggen zonder dat er sprake is geweest van stuwing ten gevolge van voortbewegend landijs.
De Trias periode, ca. 250 tot 200 miljoen jaar geleden
Onze reis begint zo'n 250 miljoen jaren geleden, in het Vroeg-Trias tijdvak. Winterswijk lag toen nabij de Kreeftskeerkring, net zo zuidelijk als de Arabische Emiraten nu, en was onderdeel van het supercontinent Pangea, dat bijna alle toenmalige landmassa omvatte. Het klimaat was warm en droog. De omgeving van Winterswijk lag, net zoals grote delen van het huidige Europa, in een grote laagvlakte met daarin een aantal grote zoutwatermeren, waarin vanuit het omringende hogere land "vlechtende" rivieren uitmondden. Deze rivieren voerden veel erosiemateriaal aan, dat in de laagvlakte als de zogenaamde Bontzandsteen werd gedeponeerd.
De Bontzandsteen kent vele kleurschakeringen en kan bestaan uit grove en fijne zandstenen, kleistenen, en gips en steenzout ten gevolge van het indampen van de binnenmeren in het droge en warme klimaat. Mooie kwaliteit, veelal rood gekleurde Bontzandsteen werd in Nederland en omringende landen gebruikt als bouwmateriaal, dat werd aangevoerd vanuit groeves in met name Duitsland en Frankrijk. De Bontzandsteen komt op grote diepte in grote delen van de Nederlandse ondergrond voor, maar niet in Winterswijk, waar het aan de oppervlakte ligt! In de buurtschap Kotten, tussen grenspalen 780 en 781, zijn de akkers (althans wanneer die recent geploegd zijn) en de greppels (althans wanneer recent schoongemaakt) hierdoor opvallend roodbruin gekleurd.
De onverstoorde Bontzandsteen (rode kleisteen, fijnkorrelige zandsteen en wat gips) ligt in dit gebied nu ongeveer één meter onder het maaiveld. Ten gevolge van het ploegen door boeren is de bontzandsteen met keileem (een overblijfsel uit de ijstijd) en opgebrachte mest vermengd, en is er een rode bodemlaag ontstaan. De rode kleur is veroorzaakt door geoxideerd ijzer afkomstig van de Bontzandsteen. Hoewel de Bontzandsteen er bij Winterswijk niet bijzonder uitziet, is het een intrigerende gedachte, dat de rode klei- en zanddeeltjes al zo'n 250 miljoen jaar oud zijn. "Zuivere" bontzandsteen is hier alleen zichtbaar in nieuw gegraven greppels e.d. van minstens één meter diepte. De Bontzandsteen is het oudste geologische gesteente, dat in Nederland aan de oppervlakte komt, met uitzondering van Carboon gesteente in oude groeves bij Epen in Zuid-Limburg (o.a. de Heimans groeve).
Toen de bontzandsteentijd voorbij was, rukte de zee verder op over de hete woestijnachtige laagvlakte en door het neerslaan van calciumcarbonaat uit de warme en met zouten verzadigde, ondiepe zee vormde zich een dikke kalklaag op de ondergelopen Bontzandsteen.
Bovenstaande twee paleogeografische kaarten tonen schetsmatig de verdeling van land en zee ten tijde van de Bontzandsteen en Muschelkalk afzettingen. De rode stip geeft de locatie van Winterswijk aan. De huidige kustlijnen (en landsgrenzen) zijn ter oriëntatie ingetekend. De bruine vlakken geven de locaties van hoger gelegen land en oude gebergtes aan. De paleogeografische kaarten zijn een statische weergave van de toenmalig land en zee verdeling. In werkelijkheid verschoven de kustlijnen continu gedurende de geologische tijdsintervallen, met name over de vlakke en lage delen van het land.
We zijn nu 5 miljoen jaar verder in de tijd, dwz 245 miljoen jaar geleden, toen tijdens het midden-Trias tijdvak de Muschelkalk in de omgeving van Winterswijk werd gevormd. Ook deze Muschelkalk komt hier aan de oppervlakte en dankzij de Sibelco-groeve vormt het nu het meest opvallende geologische fenomeen in het landschap. De Muschelkalk (in goed Nederlands: Schelpkalk) is hier 40m dik en bestaat uit heel kleine kalkdeeltjes, ooit door een soort algen uitgescheiden. Deze algen groeiden in een zeer zoute, ondiepe zee, dicht bij de kust. De aanwezigheid van fossiele resten van landdieren (inderdaad ook van reptielachtige sauriërs), schelpen, afdrukken van kwallen, vissen, krimpscheuren, en golfribbels duidt op een regelmatig droogvallende zee. Misschien was de "Muschelkalkzee" wel enigszins te vergelijken met onze tegenwoordige Waddenzee, maar dan in een warmer klimaat. De aangetroffen fossiele fauna is tamelijk uniek: we kennen namelijk niet veel gesteenten uit die tijd, die in een zo'n specifieke kustomgeving zijn gevormd en zo goed zijn onderzocht en gedocumenteerd. Inmiddels is er op basis van de Winterswijkse vondsten een wetenschappelijk waardevolle fossielenverzameling opgebouwd. De Museum Fabriek in Winterswijk bezit een grote verzameling fossielen, waarvan een klein deel te bezichtigen is. Minder interessant voor de wetenschap, maar wel mooi om te zien, zijn de vondsten van mineraalkristallen, zoals het ijzersulfide pyriet. De nabijheid van de kustlijn heeft ervoor gezorgd dat de kalklagen worden afgewisseld met kleilagen. De kleideeltjes werden aangevoerd door rivieren, die uitmondden in de ondiepe zee, en wellicht ook door aflandige wind, die kleideeltjes meevoerde.
De Muschelkalk bij Winterswijk is slechts zo'n 40m dik, elders zijn in boringen veel dikkere lagen Muschelkalk aangetroffen. Het lijkt daarom dat enige tientallen meters zijn verdwenen (of nooit gevormd?), m.a.w. er ontbreekt een stukje van de geologische geschiedenis. Er is een hiaat van ongeveer 40 miljoen jaren voordat de volgende geologische laag weer zichtbaar is. We weten niet zeker wat er hier gedurende die 40 miljoen jaren is gebeurd, want de geologische documentatie in de vorm van gesteenten ontbreekt. Het is echter waarschijnlijk, dat aan het einde van die 40 miljoen jaren het gebied rond Winterswijk is opgeheven, en dat het bovenste deel van de Muschelkalklagen is afgesleten door water en wind. De volgende geologische laag dateert uit het jongste deel van de Trias periode (Rhaetien) en is ongeveer 205 miljoen jaren oud. Deze geologische laag is mogelijk aan de noordkant van de Sibelco-groeve (in groeve IV, een uitbreiding aan de noordzijde van groeve III) zichtbaar en ligt hier dus direct op de Muschelkalk. De Rhaetian laag sluit de Trias periode af en bestaat uit donker grijze, bijna zwarte kleistenen, die in een open zee zijn gevormd (d.w.z. geen invloed van getijden en verder weg gelegen van de kustlijn dan ten tijde van de Muschelkalk afzettingen). Dus mocht het Winterswijkse gebied zijn opgeheven gedurende het hiaat van 40 miljoen jaren, dan is het daarna ook weer gedaald, zodat deze zeeklei kon worden afgezet.
Kaart van de Sibelco-groeves I to IV. Groeve II is de zgn. "Oehoe-groeve", die wordt beheerd door Natuurmonumenten. De diepte van de groeves is 30 to 40m. Bron: Grondboor & Hamer, nr.4 - 2005.
Hoe komt het nu dat deze zeer oude Trias gesteenten bij Winterswijk dicht bij de oppervlakte liggen? Van de aardrijkskunde lessen zullen sommigen zich het hoofdstuk over horsten en slenken nog herinneren. Een horst is een langs ondergrondse breukvlakken omhoog geschoven deel van de aardkorst, een slenk is juist een gedaald deel van de aardkorst. Zo stroomt de Rijn in Zuid-Duitsland door de Rijnslenk met aan de westzijde de hoge Vogezen en aan de oostzijde het hoge Zwarte Woud. Van de horsten en slenken zien we weinig terug in ons vlakke Nederlandse landschap. Omdat de relatieve beweging van de stukken aardkorst gemiddeld meestal niet meer dan enkele centimeters per eeuw bedroeg, zijn door de werking van water en wind (erosie) de hoogteverschillen aan het maaiveld afgevlakt. Echter in de ondergrond treedt geen erosie op en bestaan wel grote "hoogteverschillen", die zich vertalen in het verspringen van de geologische lagen. In het Winterswijkse zijn de zichtbare gesteenten uit de Trias periode gelegen in een oost-west georienteerd horstblok. Aan het aardoppervlak is dat niet goed zichtbaar, maar in een verticaal profiel van de ondergrond kunnen we zien dat de oude Trias gesteenten relatief t.o.v. de jongere geologische lagen tot aan het aardoppervlak omhoog zijn geschoven. De oude Trias gesteenten liggen hier dus naast veel jongere lagen. Zover we weten zijn de breuken, waarlangs de horsten en slenken omhoog en omlaag zijn geschoven, hier niet meer actief. Elders kunnen bewegingen langs breukvlakken tot op de dag van vandaag nog plaats vinden en leiden tot aardbevingen, zoals de grote aardbeving bij Roermond in 1992, die veroorzaakt werd door bewegingen langs de breukvlakken van de Roerdalslenk.
De dwarsdoorsnede illustreert waarom er bij Winterswijk Bontzandsteen en Muschelkalk aan de oppervlakte liggen. Het plaatje is een sterk vereenvoudigde, schematische doorsnede van bodemlagen tot ongeveer 200m beneden NAP langs een noord-zuid lijn door de Sibelco-Muschelkalkgroeve. De horizontale lengte is ongeveer 10km, de verticale diepte schaal is sterk vergroot t.o.v. de noord-zuid horizontale schaal. De onderliggende bodemlagen zijn ouder dan bovenliggende. De breukvlakken zijn met rode kleur ingetekend, de pijlen geven de relatieve bewegingen van de horst- en slenkblokken weer. Direct onder het maaiveld bestaan de kwartaire en tertiaire bovenlagen (lichtbruine kleur) voornamelijk uit een humusrijke toplaag, dekzanden, veen, keileem en tertiaire zeeklei en zand. De daaronder liggende mesozoïsche lagen (uit de Krijt, Jura en Trias periodes) zijn t.o.v. elkaar verschoven. In het omhoog gekomen horstblok liggen de Triaslagen (Rhaetien klei, Muschelkalk en Bontzandsteen) tot vlak onder het maaiveld, zodanig dat in de Sibelco-groeve slechts een toplaag van geringe dikte verwijderd hoefde te worden om bij de Muschelkalk te geraken. De ligging van de dunne (zwarte) Rhaetien laag is met pijlen aangegeven. Zou erosie niet hebben plaatsgevonden, dan zou het maaiveld hoger gelegen hebben en zouden de geologische lagen gelegen hebben zoals met stippellijnen aangegeven. Aangezien het aantal breuken groter is dan hier getoond, en de diktes van geologische lagen lateraal erg kunnen variëren, is de realiteit van de ondergrond veel complexer dan getoond. De doorsnede laat zien, dat aan de oppervlakte van het gebied rondom Winterswijk zeer oude en jonge aardlagen naast elkaar kunnen liggen.
Naast de indrukwekkend uitziende Sibelco-groeve, is de Muschelkalk ook ontsloten in de Willinkbeek en aangetroffen in de zogenaamde Staringputten, die in 1853 in het huidige natuurgebied Willink Weust zijn gegraven. In de Willinkbeek kunnen we bij droogvallen van de beek in de bedding en wanden Muschelkalk aantreffen. De Staringputten zijn alleen van de weg te zien (in de winter en het vroege voorjaar). Het Willink Weust natuurgebied is namelijk niet toegankelijk. Er komen hier op de kalkhoudende grond plantensoorten voor, die op weinig andere locaties in Nederland aanwezig zijn.
Wat is er te zien van de Trias periode?
De Sibelco groeve is alleen enkele dagen per jaar toegankelijk, maar is goed te zien vanaf de uitzichtpunten langs de Steengroeveweg. De Sibelco-groeve, gelegen in de buurtschap Ratum, ligt op ca. 4km ten oosten van de dorpskern van Winterswijk. De groeve is sedert 1932 in bedrijf en is tegenwoordig, na het sluiten van de ENCI-groeve in de Sint-Pietersberg bij Maastricht, de grootste nog in bedrijf zijnde steengroeve in Nederland. In Zuid-Limburg is momenteel nog één groeve in gebruik, waarin op kleine schaal kalksteen t.b.v. bouwsteen wordt gewonnen. De Sibelco-groeve is ongeveer 30m diep en wordt door bemaling droog gehouden. Eigenlijk bestaat de groeve uit vier groeves, waarvan er twee nog in bedrijf zijn.
Zowel de oude "Oehoe"-groeve II als de in bedrijfzijnde groeves III en IV zijn van bovenaf goed te zien. Het is een inspirerende locatie om in gedachten 245 miljoen jaren terug in de tijd te gaan, toen in een droog en warm klimaat de sauriërs door de Muschelkalk-waddenzee waadden, vissen lagen te spartelen op het droogvallend wad, kreeftjes gangetjes boorden en getijgolven van de ondiepe, erg zoute zee, golfribbels op het wad achterlieten. Al die informatie, en veel meer, is opgeslagen in de gesteentelagen, die we vanaf de uitzichtpunten bij de Sibelco-groeve kunnen zien. Bij de uitzichtpunten staat een informatiebord met uitleg over de Muschelkalk in Winterswijk. Wanneer we vanaf de Steengroeveweg de Adamskampweg inslaan en direct linksaf het bospad ingaan, kunnen we door de vegetatie heen ook nog een blik werpen op de oudste groeve I.
Rechts: Een mogelijke geologische onderverdeling van de lagen in de groeve. De donkere laag zou de direct boven de Muschelkalk liggende Rhaetien kleisteen, ofwel jongere Lias kleisteen uit het Jura tijdperk, kunnen zijn. De lagen zijn verstoord door de aanleg van terrassen voor de graafmachines en konden door mij niet van dichtbij bekeken worden. Voorbehoud t.a.v. de benoemde geologische lagen is daarom op z'n plaats.
Overzicht van Sibelco-groeve IV.
Meer detail van de mergel lagen in de groeve.
Volgen we de Steengroeveweg verder naar het oosten, dan komen we al gauw (ca. 100m voorbij groeve II) op de hoogte van de twee Staringputten. We blijven hier op de weg, en vooral wanneer de vegetatie nog bladerloos is, kunnen we de twee putten goed zien, die zijn gelegen in het natuurreservaat aan de zuidzijde van de weg. We kunnen hier even dromen over de romantische tijden van de universele wetenschappers uit de 1e helft van de 19e eeuw, die te voet de flora, fauna en geografie van het Nederlandse landschap bestudeerden, en daar prachtige publicaties over uitgaven. Hoewel de bodemkunde pionier Staring er wat betreft geologische datering een beetje naast zat, blijft het een prestatie van formaat om met de kennis van toen het, voor Nederlandse begrippen, bijzondere van de Winterswijkse geologie in te zien.
Één van de twee naast elkaar gelegen, in 1853 gegraven Staringputten, gelegen aan de rand van het Willink Weust natuurreservaat aan de Steengroeveweg. De putten zijn het best te zien wanneer de vegetatie bladerloos is.
Vervolgens, zo'n 250m verder naar het oosten op de Steengroeveweg komen we bij een brug over de Willinkbeek, waar op enige plekken in de bedding de Muschelkalk ontsloten is. Op deze locatie, de enige min of meer natuurlijke ontsluiting van de Muschelkalk bij Winterswijk, is men mogelijk het bijzondere aan de Winterswijkse bodem gaan beseffen. Het is hier dat de natuurvorsers van destijds zich hebben afgevraagd hoe het toch kan, dat in de bodem van dit kleine beekje kalkgesteente zichtbaar is, terwijl elders in Nederland de bodem tot meters diep kleiig en zandig is.
Grijswitte Muschelkalk in de wand van de drooggevallen Willinkbeek, ongeveer 100m ten oosten van de brug. De Muschelkalk is hier kleiig en dolomitisch (=magnesium houdend) en bevat relatief weinig zuivere kalk (=calciumcarbonaat).
In de bedding van de Willinkbeek kunnen we nog platen Muschelkalk vinden (binnen het omcirkelde gedeelte). Helaas zijn dit soort ontsluitingen soms verborgen onder gestort puin.
Tenslotte, draaien we nog voor de brug naar rechts en vervolgen we onze route op de Bekeringweg. We volgen de Bekeringweg ongeveer 2km tot aan een kruising. Rechts zien we, wanneer er pas geploegd is, een veld met roodbruine verkleuringen. De verkleuringen wijzen op bontzandsteen, die is vermengd met de bodemtoplaag. We gaan echter naar links de Vosseveldseweg op en vervolgen deze weg voor iets meer dan 1km en stoppen bij een karrenspoor naar links, tegenover boerderij Hesselink. Lopen we dit karrenspoor 800m af, dan komen we midden in het dagzomende bontzandsteen gebied (tussen grenspalen 779 en 781 langs de Nederlands-Duitse grens), dat een kenmerkende roodbruine kleur heeft wanneer pas geploegd. Zouden we hier ongeveer een meter diep graven, dan stuiten we op onverstoorde lagen van de bontzandsteen. De bontzandsteen bestaat hier op 1 à 2 meter onder het maaiveld voornamelijk uit fijnkorrelige rode zandsteen met wat klei en insluitsels van grijs- en okerkleurig zand. Het landbouwgebied is particulier eigendom, dus het is gewenst op het pad te blijven.
Het oogt hier niet bijzonder, maar de rode kleur, die we hier aan het maaiveld zien, is afkomstig van ijzeroxide, dat zo'n 250 miljoen jaar geleden in een warm en droog klimaat is afgezet om de zand- en kleideeltjes. De deeltjes zijn vervolgens aan elkaar gekit en gedurende de laatste paar eeuwen omgewerkt tot vruchtbare landbouwgrond. Het is het oudste stukje zichtbare Nederlandse bodem, afgezien van de eerder genoemde kleine groeves met zandsteen uit de Carboon periode in Zuid-Limburg, nabij de grens met België.
Foto's van akkers, die rood zijn gekleurd door Bontzandsteen uit het Vroeg-Trias tijdvak, in de buurtschap Kotten bij grenspaal 780. De bovenste foto is in het najaar en de onderste foto is in het voorjaar genomen. Let op het rode pannendak van de boerderij, aangegeven met de witte pijl, voor een kleurvergelijking met de kleur van de akker.
Links: De "Katzensteine", 180km naar het zuiden, in de Duitse Eifel bestaan uit Bontzandsteen in verharde toestand. De rode kleur is ook hier opvallend. Het gesteente bestaat uit zandsteen afkomstig van rivierafzettingen gevormd in een aride klimaat, vergelijkbaar met de verweerde afzettingen bij Winterswijk.
De Jura periode, ca. 200 tot 145 miljoen jaar geleden
In de Jura periode is het eerder genoemde oer-continent Pangea opgebroken in twee grote delen. Het opbreken van het Pangea continent is overigens al in de voorafgaande Trias periode begonnen. Het gebied van het huidige Winterswijk is nog steeds bedekt door een zee, maar ligt wel tamelijk dichtbij de kust. Weliswaar is Winterswijk flink naar het noorden opgeschoven, maar het klimaat is nog veel warmer dan tegenwoordig. Gedurende de Jura periode vinden er schommelingen van de zeespiegel plaats, waardoor het karakter van de geologische afzettingen varieerde. De Jura periode wordt onderverdeeld, van oud naar jong, in de Lias (vroeg), Dogger (midden) en Malm (laat) tijdvakken. Helaas, door het ontbreken van groeves, zijn ontsluitingen van het Jura gesteente hier schaars en beperkt tot beekbeddingen en uitgebaggerde greppels. Uit boringen is gebleken, dat vele elders wel aangetroffen lagen uit het Malm tijdvak van de Jura periode, in de omgeving van Winterswijk ontbreken. Net zoals in de hierboven beschreven oudere Trias periode, is er weer sprake van een hiaat in de geologische geschiedenis, waarschijnlijk veroorzaakt door bewegingen in de aardkorst waardoor het Winterswijkse tijdelijk boven de zeespiegel kwam te liggen.
Behalve bij Winterswijk, worden nergens in Nederland Jura gesteenten aan de oppervlakte aangetroffen. Zelfs in Zuid-Limburg ontbreken de Jura (en oudere Trias) gesteenten, en is er daar sprake van een langdurig geologisch hiaat van zo'n 250 miljoen jaar tussen de Carboon en Krijt periodes. Echter bij Winterswijk wordt het oudste deel van de Jura (Vroeg-Lias tijdvak, ca. 200 miljoen jaar oud) aangetroffen in de Ratumse beek en Willinkbeek. Jongere Jura-Dogger lagen (170 tot 165 miljoen jaar oud) zijn aanwezig in de ondiepe ondergrond, maar zijn nergens zichtbaar aan de oppervlakte.
Wat is er te zien van de Jura periode?
Hoewel in de Sibelco-groeve er sprake is geweest van de aanwezigheid van Jura gesteente (Lias tijdvak, 200 miljoen jaar oud) gelegen op de Muschelkalk, lijkt dit inmiddels niet meer zichtbaar te zijn ten gevolge van de voortgaande graafwerkzaamheden. Bij verdere afgraving van de groeve naar het noorden, zal men mogelijk Jura-Lias (en Trias-Rhaetien) kleisteenlagen als bedekking van de Muschelkalk aantreffen.
Gelukkig is Jura gesteente echter op een aantal plaatsen in beekbeddingen zichtbaar. Onmiddelijk na de Emmaschool, gelegen langs de Vredense weg (N820) in de buurtschap Henxel, gaan we rechtsaf en nemen de tweede afslag rechts, net voor boerderij Lutje Kössink. Na 250m is er een brug over de Ratumse beek, waarvandaan stroomopwaarts (in oostelijke richting) een smal pad loopt, dat de loop van de beek volgt. In de diepere gedeeltes van de beekbedding kunnen we bij laag water op diverse plekken donker grijze Lias klei ontsloten zien. De klei ziet er wellicht zeer gewoon en als van recente datum uit, maar is echter 200 miljoen jaar oud, en gevormd in een tijd dat hier een zee was. Nauwkeurig onderzoek van microscopisch kleine, ééncellige fossielen heeft aangetoond, dat het hier inderdaad om de Lias kleisteen gaat. Laten we vooral van dit mooie wandelpaadje langs het prachtige beekje genieten en wellicht even stilstaan bij het gegeven, dat dit schijnbaar onbetekenende kleilaagje 200 miljoen jaren geleden ontstaan is.
We kunnen onze Jura (Lias tijdvak) ontdekkingsreis verder stroomopwaarts van de Ratumse beek in het Tenkinkbos vervolgen, grenzend aan de Nederlands-Duitse grens. Komende vanuit het westen op de Ratumseweg maakt de weg, na de afslag met de Hesselinkweg, een scherpe bocht naar links en passeren we een brug over de Ratumse beek. Vanaf deze brug lopen er wandelpaden langs de beek, en kunnen we bij laag water, op enkele plekken de donkergrijze tot zwarte Jura-Lias klei ontsloten zien. Ook deze paden leiden ons door een mooi stukje natuur en sluiten aan op het Kommiezenpad, dat de grens volgt en dat tot in de eerste helft van de 20e eeuw werd gebruikt als smokkelroute.
In enkele artikelen wordt genoemd, dat Jura-Lias klei zo'n 300m stroomafwaarts van de eerder genoemde brug over de Willinkbeek aangetroffen kan worden. Ik heb dit niet kunnen verifiëren, omdat dit gedeelte van de Willinkbeek slecht toegankelijk is vanwege de dichte begroeiing en gestort puin.
Een deel van de Ratumse Beek stroomopwaarts vanaf de brug bij boerderij Lutje Kössink, waarin Jura-Lias ontsluitingen aanwezig zijn.
Net boven de waterlijn bevindt zich een blauwgrijze kleilaag, die wordt geïnterpreteerd als afkomstig uit het Jura-Lias tijdvak. Door opname van water is de oorspronkelijk kleisteen in een zachte klei veranderd. Boven de kleilaag ligt dekzand, dat na de ijstijden met name de topografisch lagere delen in het landschap bedekte.
De drooggevallen Ratumse Beek in het Tenkinkbos met op de voorgrond donkergrijze tot zwarte klei uit het Jura-Lias tijdvak.
De paleogeografische kaart aan de linkerzijde laat zien, dat Winterswijk ten tijde van de Jura periode nabij de kust lag. Hierdoor kon, door zeespiegel schommelingen, Winterswijk dieper onder water ofwel in de kustzone komen te liggen. Ten gevolge van de schommelingen zijn zowel klei (dieper in zee en verder van de kust) als zand afgezet (strand of rivierendelta).
De Krijt periode ca. 145 tot 66 miljoen jaar geleden
In de Krijt periode is het oer-continent Pangea, dat in de Trias periode nog bestond, opgebroken in meerdere delen. Het gebied van het huidige Winterswijk ligt tijdens een groot deel van de Krijt periode in een uitgestrekte ondiepe zee. Het vasteland was echter nog redelijk nabij, zodat rivieren en wind klei en zanddeeltjes vanaf het vasteland naar de omgeving van Winterswijk konden aanvoeren. Winterswijk is weer verder naar het noorden opgeschoven, en was op de geografische breedte van het huidige Zuid-Frankrijk komen te liggen, maar het was in Winterswijk wel warmer dan tegenwoordig het geval is in die regio.
De oudste Krijtafzettingen worden in Winterswijk niet aan de oppervlakte aangetroffen, maar wel op een enkele plaats ten oosten van Enschede. In de Glanerbeek zijn mergellagen (mix van klei en kalk) aan het oppervlak aangetroffen, die aan het oudste deel van de Krijt periode worden toegeschreven. Deze afzettingen ontstonden nog in grote meren op het vasteland. Ongeveer in dezelfde tijd begon de zeespiegel te stijgen en bezonk er vervolgens zand en klei in de zich uitbreidende zee. De hieruit gevormde zandsteen verkreeg bekendheid als Bentheimer zandsteen. In Nederland worden deze zandstenen op een enkele plaats ten oosten van Enschede aan de oppervlakte aangetroffen, maar een meer bekende ontsluiting is die bij het bezienswaardige kasteel van Bentheim in Duitsland, 20km oostelijk van Oldenzaal. Bentheimer zandsteen is als bouwsteen voor het Paleis op de Dam gebruikt. Het zelfde gesteente vormt op zo'n 700m diepte het reservoirgesteente van het Schoonebeek olieveld. Na de afzetting van de Bentheimer zandsteen, is er de vergelijkbare Gildehauser zandsteen afgezet, die in Oost-Twente bij Losser aan de oppervlakte komt. Ook deze Gildehauser zandsteen is een bekende bouwsteen, die nog steeds voor restauraties van historische gebouwen gebruikt wordt.
In boringen bij Winterswijk en in de Boven Slinge zijn afzettingen aangetroffen, die aan het Vroeg-Krijt tijdvak worden toegeschreven, en direct op de Jura-Doggerlagen lijken te liggen. Het vermoeden bestaat dat op een enkele plek in de Boven Slinge, bij de grens met Duitsland, lagen uit de tijd (Valanginien, 140 tot 133 miljoen jaar geleden) van de Bentheimer zandsteen zijn ontsloten. Aan de Duitse zijde van de grens, in het gebied rond Vreden, zijn namelijk tot 200m dikke lagen uit deze tijd aangeboord. Het ontbreken van de tussenliggende lagen uit het Jura-Malm tijdvak, duidt op een geologisch hiaat van zo'n 25 miljoen jaar. Enig voorbehoud wat betreft de duur van het hiaat is op z'n plaats, aangezien de Vroeg-Krijt gesteenten bij Winterswijk lastig nauwkeurig te dateren bleken.
De oudste Krijtlagen die met zekerheid bij Winterswijk aan de oppervlakte worden aangetroffen, dateren uit het jongste gedeelte van het Vroeg-Krijt tijdvak (de zgn. Aptien en Albien tijden, 125 tot 100 miljoen jaar geleden). Anders dan de naam Krijt doet vermoeden, bestaan deze lagen voornamelijk uit zand, dat in een ondiepe zee is bezonken. Deze zandsteenlagen zijn op enkele plaatsen in beekbeddingen te zien.
Jongere Krijtlagen uit het oudste deel van het Laat-Krijt (de zg. Cenomanien tijd, 100 tot 94 miljoen jaar geleden) worden ook in de omgeving van Winterswijk aan de oppervlakte aangetroffen. Deze Cenomanienlagen zijn ontstaan na een verdere zeespiegelstijging, waardoor al het resterende vasteland in het gebied rond Winterswijk overspoelde en er een grote ondiepe zee werd gevormd. Door het bezinken van kalkhoudende skeletjes van gestorven kleine, warm water minnende, zeedieren werd kalk op de zeebodem afgezet. De aanvoer van zandig- en kleimateriaal vanaf het vasteland hield weliswaar aan, waardoor er zand- en kleihoudende kalklagen ontstonden.
Aan het eind van het Krijt brak er een fase aan waarin de zeebodem relatief t.o.v. de zeespiegel omhoog kwam en uiteindelijk droogviel. Tijdens deze fase had erosie de overhand, en mochten hier gedurende het tijdsinterval Cenomanien tot eind Krijt toch bodemlagen zijn gevormd, dan zijn die daarna ook weer door erosie verdwenen. Krijtlagen jonger dan de Cenomanien tijd worden daarom bij Winterswijk niet aan de oppervlakte aangetroffen, ook niet in de diepere ondergrond. Echter in Zuid-Limburg, dat in het Laat-Krijt door de zee werd overspoeld, worden jonge Krijtgesteentes (83 tot 66 miljoen jaren oud) wel aan het oppervlak aangetroffen, zoals bijvoorbeeld in de ENCI-groeve in de St. Pietersberg. In Zuid-Limburg ontbreken juist de oudere Krijtlagen.
De bovenstaande drie paleogeografische kaarten tonen de verdeling van land en zee ten tijde van de afzetting van de in Winterswijk aan de oppervlakte aangetroffen gesteentes uit de Krijt periode. Van links naar rechts (oud naar jong) zijn kaarten van het Valangien (ca. 135 Mj geleden), Aptien/Albien (125-100 Mj geleden) en Cenomanien (100-94 Mj geleden) afgebeeld. De lokatie van Winterswijk is met een rode stip aangegeven. De bruine kleur geeft hoger gelegen land en oude gebergtes aan. Huidige kustlijnen en landsgrenzen zijn louter ter oriëntatie weergegeven.
Wat is er te zien van de Krijt periode?
Vroeg-Krijt gesteentes (140 tot 100 miljoen jaren oud) strekken zich uit over een tamelijk groot gebied in de buurtschap Kotten, maar zijn alleen in beken ontsloten. Komende van Winterswijk op de N319 richting Oeding, nemen we bij de buurtschap Kotten de afslag naar links en rijden de Bekeringweg af. Na 500m passeren we de brug over de Boven Slinge en gaan nog zo'n 300m verder waar een zijtak van de Boven Slinge, de Bekeringbeek, dicht de weg nadert en een slootje uitmondt in de beek. Vanaf deze plek, tot zo'n 150m stroomafwaarts, in de buitenbochten van de beekoevers, zijn groene klei en groen-grijze zandstenen uit het onder-Krijt (Albien tijd) ontsloten. In het verleden, zijn hier fragmenten van verschillende fossielen aangetroffen, zoals naalden van sponzen, twee-kleppige schelpen en versteend hout. De groene kleur is afkomstig van het mineraal glauconiet, dat in warm en ondiep zeewater in de nabijheid van een kust werd gevormd. Glauconiet is een voorbeeld van een "gidsmineraal", dat in de geologie wordt gebruikt om de omstandigheden, waaronder een aardlaag werd gevormd, te begrijpen.
Ook in de Boven Slinge zelf, zo'n 100m stroomopwaarts vanwaar de Bekeringbeek in de Boven Slinge uitkomt, is er een Aptien tijd ontsluiting in de buitenbocht van de beek. Hier hebben onderzoekers minder fossielen aangetroffen en datering van de lagen is dan ook tamelijk onzeker. Verder stroomopwaarts van de Boven Slinge direct aan de oostzijde van de Toonenbrug liggen lichtgekleurde kwartszand en grind in de beekbedding, die mogelijk uit ontsluitingen van lagen uit de Valangien tijd (140 tot 133 miljoen jaar geleden) afkomstig zijn. De herkomst van grind en zanden is echter moeilijk te verifiëren aangezien de beekwanden erg begroeid zijn. Deze ontsluiting is te bereiken via de N319 Winterswijk naar Oeding. Zo'n 250m voor de grens slaan we linksaf de Vosseveldseweg in, en na 250m ligt de Toonenbrug in de weg.
Ook de Bentheimer zandsteen is in de Valangien tijd afgezet, maar in de buurt van Winterswijk worden deze mooie zandstenen niet aan de oppervlakte aangetroffen. Wel bestaan veel van de oude en karakteristieke grensstenen in ons gebied uit de Bentheimer zandsteen.
Een volgende ontsluiting, maar nu van Laat-Krijt ouderdom (Cenomanien tijd, 100 tot 94 miljoen jaar oud), ligt aan de overzijde van de N319. Vanaf de Bekeringweg steken we de N319 over, en gaan zo'n 150m tot aan de brug over een andere zijtak van de Boven Slinge: De Bemersbeek. In de Bemersbeek, kunnen we, ongeveer 50m stroomopwaarts in de bedding, bij laag water, grauwwitte kalkstenen aantreffen. Dit is wel een gesteente dat de naam van de periode, namelijk "Krijt", eer aan doet. De kalkstenen zijn tamelijk hard en zouden als bouwmateriaal meer geschikt zijn geweest dan de zachte Muschelkalk uit de Sibelco-groeve.
Bovengenoemde plekken zijn de enige plekken in Nederland, waar gesteenten uit de Aptien, Albien en Cenomanien tijden ontsloten zijn. Zouden we in de buurtschap Kotten parallel aan de N319 één à twee meters diep graven, dan zouden we op gesteenten uit de Krijt periode stuiten.
De foto toont de St. Vitussteen (grenspaal 788, gelegen aan het noordeinde van de Ratumse weg), die al in 1753 is geplaatst. Vermoedelijk heeft de naam te maken met een begrenzing van de St-Vitusparochie. Op de steen staan afbeeldingen van de wapens van Gelre (hier gefotografeerd van de Nederlands zijde) en Münster. De meeste andere grensstenen, gemaakt van Bentheimer zandsteen, zijn geplaats in 1766.
De Bekeringbeek, waarin zich Krijt-Albien ontsluitingen bevinden (zie hieronder).
Binnen de witte cirkel bevindt zich een gebroken laagje grijsgroene, plaatseigen zandsteen uit de Krijt - Albien tijd.
Krijt gesteentes: De linker foto is genomen van de Boven Slinge ongeveer 100m stroomopwaarts van de brug op de Bekeringweg. De middelste foto is genomen van een Krijt-Aptien ontsluiting (groen-grijs verweerd gesteente) onderaan de steilwand in de buitenbocht van een meander. Het gesteente bestaat uit groengrijs verweerde zandsteen. Boven de groenige zandsteen ligt een dun kwartair laagje met steentjes (mogelijk een restant keileem), daarboven ligt dan weer dekzand. De rechter foto toont een tweede ontsluiting, onderaan de steilwand nabij de ontsluiting van de middelste foto. De beekbedding in de betreffende bocht is "geplaveid" met deze zandsteen. De Boven Slinge is hier weinig vergraven en nagenoeg vrij van afval en puin dankzij de inzet van de G.A. van der Lugt Stichting, de beheerder van dit gebied.
Krijt gesteentes: De linker foto is een opname van de bijna drooggevallen Bemersbeek, ongeveer 200m stroomopwaarts van de brug over de beek in Kotten. De Bemersbeek heeft gedurende de laatste eeuwen terrassen ontwikkeld, waarvan we er hier drie kunnen zien (hoogste terras op niveau van 2e boom van rechts, tweede terras op niveau van 1e en 3e boom van rechts, laagste niveau naast water in beek). Elders in de beek kunnen we zelfs vier terrassen waarnemen. De middelste foto laat een laag van groen verweerde kalksteen uit de Krijt-Cenomanien tijd zien (gemarkeerd door de witte cirkels). De rechter foto is een detail opname van dezelfde laag (één euro muntstuk voor schaal).
Meer gedetailleerde beschrijvingen van de Winterswijkse in-situ (of plaatseigen) zand- en kalkstenen uit het Mesozoïcum era zijn op andere pagina's gegeven.
Het einde van de Krijt periode sluit ook het Mesozoïcum era af. Een einde dat, ongeveer 66 miljoen jaar geleden, gekenmerkt werd door het uitsterven van vele dieren- en plantensoorten. Deze gebeurtenis is waarschijnlijk veroorzaakt door een enorme planetoïde inslag, waarvan het stof de wereld voor vele jaren in duisternis hulde. We vervolgen onze reis door de geologische tijd in het Kenozoïcum era.