” het oppervlak van de aarde is veel mooier en veel ingewikkelder dan enige levenloze wereld. Onze planeet is gezegend met leven en een eigenschap die het leven onderscheidt is zijn complexiteit.,”
Carl Sagan in”Cosmos – The Persistence of Memory”
In juli 1791 publiceerde de Franse aristocraat, avonturier en naturalist Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede de Gvalet de Dolomieu een kort artikel over een bijzondere kalksteen die hij had waargenomen tijdens een reis in de Alpen. Het witte gesteente leek erg op gewone kalksteen, maar de minerale korrels die het ongewone gesteente vormen vertoonden bijna geen reactie met zuren, in tegenstelling tot kristallen van calciet of aragoniet (de belangrijkste mineralen van kalksteen), die heftig reageren., Drie jaar later introduceerde de natuuronderzoeker Richard Kirman de dolomiet als een nieuw mineraal; de naam van daar werd gebruikt om de dolostone rotsen te noemen en gaf uiteindelijk de Dolomieten – in het verleden gewoon aangeduid als de “bleke Bergen” – hun echte naam.
In de 19e eeuw was het ontstaan van de Dolomieten een van de grote geologische mysteries., Fossielen leverden aanwijzingen op dat de rotsen waaruit de bergen bestaan ooit in zee werden gevormd door levende organismen, maar in deze vroege dagen van de geologie was bijna niets bekend over de bodem van de zee en de sedimentatie in oceanen.
Fig.1. Fossielen van koralen-Margarosmilia sp.op 11 juni 1770 ontdekte de ontdekkingsreiziger James Cook, niet geheel vrijwillig (de” HMS Endeavour ” botste ermee) , een van de grootste bioconstructies op de planeet aarde – het Great Barrier Reef van Australië., Hier werden blijkbaar gigantische bergen kalksteen gevormd onder het oppervlak van de zee – maar hoe precies en hoe konden deze bergen uit de bodem van de zee opstijgen en een van de meest intrigerende landschappen ter wereld vormen?
een van de vroegste beschrijvingen van koraalriffen komt van een zekere Mr., Strachan, die in 1704 aan de Royal Society in Londen een drie pagina ‘ s tellend artikel schreef waarin hij speculeerde over de vorming van deze structuren:
“er zijn grote oevers van dit koraal, het is poreus en zo hard of toch zo glad als het rechtopstaande koraal, dat in kleine takken groeit. Als, waarover we het hebben, volgroeid is, groeien er anderen tussenin, waar weer anderen zullen groeien, totdat de hele structuur zo hard als een rots is.,”
dit idee werd waarschijnlijk niet geverifieerd in het veld, maar gebaseerd op de weinige reisverslagen die werden meegenomen van schepen die op dat moment in de Indische en de Stille Oceaan actief waren.van 1772 tot 1775 trad de Duitse natuuronderzoeker Georg Forster (1729-1798) op als natuuronderzoeker tijdens een van de expedities van James Cook. Ze bezochten de atollen en vulkanische eilanden van de Stille Oceaan. Forster merkte op dat koralen in de eerste meters van de waterkolom leven, maar dat een rif tot 300-600 meter boven de oceaanbodem uitstijgt. Hij ontwikkelde twee hypothesen om deze observatie te verklaren., De koralen groeien langzaam van de bodem van de zee tot aan het oppervlak, waar erosie het rif op peil brengt om het vlakke oppervlak van een atol te vormen, of in alternatief, gewelddadige vulkaanuitbarstingen duwden stukjes koraal naar het oppervlak.bijna een halve eeuw later raakte een andere natuuronderzoeker geïntrigeerd door de mysterieuze verbinding tussen koralen en atollen. Tijdens zijn reis aan boord van “HMS Beagle” (1831-1836) bestudeerde de jonge geoloog C. Darwin Lyells “Principles of Geology” en het hoofdstuk over riffen in de Stille Oceaan stimuleerde zijn verbeelding., In Chili, 20 februari 1835, Darwin had ervaren een zeer sterke aardbeving en kort daarna merkte bewijs van enkele meters van uplift in de regio. In overeenstemming met Lyell ‘ s visie Darwin dacht dat bergen kon stijgen en zinken door vele soortgelijke gebeurtenissen tijdens geologische tijd.
gebaseerd op de beschrijving in het boek van atollen, en uitgaande van langzame bewegingen van het aardoppervlak, ontwikkelde Darwin een voorlopige hypothese om de vorming van atollen in het midden van de zee te verklaren., Hij geeft toe in zijn autobiografie uit 1887:
” geen ander werk van mij was begonnen in een zo deductieve geest als dit; want de hele theorie werd uitgedacht aan de westkust van S. America voordat ik een echt koraalrif had gezien. Ik hoefde dus alleen maar mijn mening te verifiëren en uit te breiden door een zorgvuldig onderzoek van levende riffen. Maar men moet opmerken, dat ik gedurende de twee voorgaande jaren onophoudelijk aandacht had besteed aan de gevolgen voor de kusten van S. Amerika van de wisselende verheffing van het land, te zamen met de ontsluiting en afzetting van het sediment., Dit bracht mij noodzakelijk om veel na te denken over de gevolgen van de bodemdaling, en het was gemakkelijk om in verbeelding de voortdurende afzetting van sediment te vervangen door de opwaartse groei van koraal. Om dit te doen was om mijn theorie van de vorming van barrière riffen en atollen te vormen.”
Darwin erkende dat de dieren die de koralen vormden zonlicht nodig hadden, zodat de koralen niet konden groeien op de donkere bodem van de zee. Darwin stelde zich daarom voor dat de toppen van uitgedoofde vulkanen die het oppervlak van de zee naderen, een gemeenschappelijk kenmerk in de oceanen die hij bezocht, een langzame daling zouden ervaren., Deze bewegingen waren traag genoeg om de koralen in staat te stellen de neerwaartse beweging te compenseren en te blijven leven op zeeniveau, waar veel licht en voedingsstoffen beschikbaar waren.
Fig.3. Atolvorming en rifgroei (naar DARWIN 1842). Darwin stelde voor dat vulkanische eilanden met omzoomende riffen, eilanden met barrièreriffen en atollen (d.w.z. ringvormige riffen zonder vulkanisch eiland) verschillende stadia van één proces zijn, gecontroleerd door de tijd, verzakking van de vulkanische kern en rifgroei., Dit beroemde concept is gebaseerd op oppervlakteonderzoek van riffen en vergelijking van eilanden en atollen in verschillende stadia van ontwikkeling. Gegevens over de pistes en bekkens waren op dat moment vrijwel afwezig.Darwin ‘ s hypothese was zeer speculatief, alleen gebaseerd op oppervlakkige observaties – er was simpelweg geen manier om de vorm en de basis van koraalriffen te bestuderen op dat moment., Niettemin voegde Lyell de Darwins-theorie toe in latere edities van zijn” Principles ” en de Amerikaanse geoloog James Dwight Dana (1813-1895), die in 1838-1842 de Stille Oceaan bezocht, bevestigde de meeste observaties van Darwin.belangrijke wijzigingen aan deze drietraps Rift-theorie werden toegevoegd in 1868, toen de Duitse zoöloog Carl Semper (1832-1893) op het eiland Palau het gelijktijdig voorkomen van de drie verschillende riftypes beschreef, in tegenspraak met de tijdsvolgorde zoals voorgesteld door Darwin., In 1878 en 1880 publiceerde de oceanograaf John Murray (1841-1914) zijn waarneming tijdens de Challenger-expeditie (1872-1876) op de eilanden Palau en de Fijis. Hij postuleerde dat riffen groeien op onderzeeboothoogtes van welke aard dan ook als ze hoog genoeg zijn, niet alleen vulkanen.
Deze nieuwe theorie werd sterk ondersteund en gewijzigd door de geoloog Alexander Agassiz en anderen. Atollen groeien op uit ondiepe onderzeeërs van verschillende oorsprong., Koralen in het midden van het rif zullen sterven door de verminderde circulatie van water, dan wordt het kalkhoudende skelet van het rif bouworganismen opgelost door de agenten van erosie. Uiteindelijk vormt zich een lagune en de karakteristieke vorm van een atol.
deze waarnemingen van levende riffen in de tropische zeeën gaven nieuwe impulsen om de geologische relaties in de Dolomieten te interpreteren. In 1860 bezocht en bestudeerde de Oostenrijkse geoloog Baron Ferdinand F. von Richthofen (1833-1905) het gebied van de Dolomieten., Hij ontdekte dat de zandsteen-en tufsteenafzettingen, die de geïsoleerde toppen van dolostone omringen, grote kalkstenen bevatten, waarvan sommige nog herkenbare koraalfossielen bevatten. Gebaseerd op de evolutietheorie van een rif zoals voorgesteld door Darwin, suggereerde Richthofen dat de geïsoleerde pieken de intacte overblijfselen waren van een oud rif, nog steeds omgeven door clastische sedimenten van een oud oceaanbekken, waarin, van tijd tot tijd, aardverschuivingen vanaf de steile hellingen van het rif grote koraalblokken aflegden.
Fig.4. & 5., De “Richthofen-Riff”, een deel van een triassisch rif met tongen van voormalige onderzeese aardverschuivingen (van links naar rechts) in de sedimenten van een bekken (St.Kassian-Fm; Wengen-Fm, voornamelijk zandstenen en mergel) door MOJSISOVICS 1879.
Fig.6. Close-up van een kalksteen rots (voormalig puin afkomstig van het rif), zogenaamde Cipit-Kalkblöcke, interbedded in de Wengen-Fm.,
De Jonge geologen Edmund Mojsisovics von Mojsvar (1833-1905) ontwikkelden deze rifhypothese verder door de relaties tussen de afzonderlijke facies (een term die het uiterlijk van een rots en een gecorreleerde afzettingsomgeving beschrijft), variërend van de lagune van het atol tot de open zee, in detail in kaart te brengen. Enorme, vele duizenden meters dikke riffen van dolostone veranderden plotseling in goed bedded carbonaten, afgezet in een centrale ondiepe lagune., De voormalige helling van het rif bestond uit tongen van rif puin tussen zandstenen, leisteen en basalt afgezet op de bodem van de zee.
Fig.7. Voorbeelden van helling bedding in de buitenste delen van de carbonaat platforms van de Dolomieten (naar MOJSISOVIC 1879). Schema van bedding op de flanken van carbonaat platforms en voorbeelden van flank en bekken afzettingen van de Sciliar / Schlern platform. Let op de overvloedige kalkstenen keien in het bekken sedimenten.,
dergelijke sterke sedimentaire facies veranderingen werden tot dan als onmogelijk beschouwd. De reconstructie van de Dolomieten als een oud atollandschap leek zo radicaal, dat Mojsisovics verplicht was een particuliere uitgever te vinden voor zijn revolutionaire werk (MOJSISOVIC 1879).
Bibliography:
AGASSIZ, A. (1903): Reports on the Scientific Results of the Expedition to the Tropical Pacific, the Marshall Islands. Mem. Mus. Comp. Zool. Harvard College 28: 271-329
DARWIN, C., (1837): op bepaalde gebieden van hoogte en verzakking in de Stille en Indische Oceaan, zoals afgeleid uit de studie van koraalformaties. Proceedings of the Geological Society of London 2: 552-554
DARWIN, C. (1842): the Structure and Distribution of Coral Reefs. D. Appleton & Co., New York: 214
DARWIN, C. (1898): The Structure and Distribution of Coral Reefs. 3th edition, D. Appleton & Co., New York: 214
DOBBS, D. (2005) Reef Madness: Charles Darwin, Alexander Agassiz and the meaning of coral., Pantheon Books: New York
MOJSISOVIC, E. v. (1879): Die Dolomit-Reiffe von Südtirol und Venetien: Beiträge zur Bildungsgeschichte der Alpen. Alfred Hölder, Vienna: 551
SCHLAGER, W. & KEIM, L. (2009): Carbonate platforms in the Dolomites area of the Southern Alps – historic perspectives on progress in sedimentology. Sedimentologie 56: 191-204