Eerste directe bewijs voor mega-overstroming in Middellandse Zeegebied

Geologen uit Utrecht, Londen en Granada hebben het eerste directe bewijs gevonden voor de grootst bekende mega-overstroming die ooit op aarde heeft plaatsgevonden. Deze megavloed beëindigde de zogenaamde messiniaanse crisis, een periode zo'n zes miljoen jaar geleden waarin het waterpeil in de Middellandse Zee vermoedelijk zo'n 1,5 km daalde, wat een extreme milieucrisis in de regio veroorzaakte. De auteurs onderzochten zandsteen dat langs de zuidkust van Sicilië werd blootgelegd en concluderen dat het werd gevormd door een krachtige stroming van de westelijke naar de oostelijke Middellandse Zee. Het water stroomde daarbij over een barrière die de destijds geïsoleerde deelbekkens van het westelijke en oostelijke Middellandse Zeegebied scheidde. Hun onderzoek is nu gepubliceerd in het tijdschrift Sedimentology.

Via de smalle zeestraat van Gibraltar stroomt het water van de Middellandse Zee naar de Atlantische Oceaan en vice versa. Tijdens het Messinien, ruwweg zes miljoen jaar geleden, werd deze uitwisseling echter verstoord door een tektonische afsluiting van de zeestraat. Als gevolg daarvan verdroogde de Middellandse Zee grotendeels: het mediterrane water verdampte sneller dan de rivieren konden aanvullen. In het hele Middellandse Zeebekken vormden zich toen een kilometerdikke laag van evaporiet (gips, zout). Aan het begin van het Zanclien (5,33 miljoen jaar geleden) werd de Middellandse Zee opnieuw gevuld tot het niveau van vandaag, toen de verbinding met de Atlantische Oceaan werd hersteld. Modelleringen gaven aan dat er toen een enorme vloed via Gibraltar de Middellandse Zee binnenkwam. Geologisch bewijs voor een dergelijke megavloed ontbrak echter in het gesteente van de Middellandse Zee.

Tussen gips en mergel

Nu zijn echter voor het eerst langs de zuidkust van Sicilië gesteenten herkend die tijdens de overstroming zijn gevormd, vertelt Wout Krijgsman, hoogleraar aan de Universiteit Utrecht en initiatiefnemer van dit onderzoek. In 2020 raakte Krijgsman, die al enkele jaren werkt aan de messiniaanse crisis, geïntrigeerd door een paar meter zand die langs de zuidkust van Sicilië werd blootgelegd, op het overgangsinterval tussen gips (een reliek uit de droge periode) en mergel (ontstaan nadat het gebied weer volstroomde). Een jaar later bezocht hij de locatie opnieuw met een team geologen van de Universiteit Utrecht, de Royal Holloway University in Londen en de Universiteit van Granada. In het team zaten ook twee van zijn masterstudenten.

Stroomribbels

De onderzoekers bestudeerden het zand nauwgezet en zagen om de paar centimeter veranderingen in samenstelling en grootte van de korrels. 'Al snel herkenden we de structuren van versteende stroomribbels in het zand', vertelt Gijs van Dijk, voormalig masterstudent van Krijgsman aan de Universiteit Utrecht en hoofdauteur van de nieuwe studie. ‘Die structuren vormen wanneer snelstromend water zand meevoert zoals we dat allemaal kennen. Denk bijvoorbeeld aan alle plekken waar zand voor langere tijd is blootgesteld aan harde wind of snelstromend water.’ Het team fotografeerde de structuren en leidde uit hun geometrie de oude stroomrichtingen en stromingsomstandigheden af die het zand 5,33 miljoen jaar geleden vormden. Zij ontdekten dat het zand niet werd vervoerd door lokale rivieren of delta's, maar dat het werd gevormd door een sterke onderwaterstroom die van west naar oost stroomde in dieper water dan eerder werd aangenomen.

Zeldzaam fenomeen

Wat zijn de gevolgen van deze nieuwe studie? Het belangrijkste is dat zij het eerste fysisch-geologische bewijs levert voor een megavloed die vanuit het westelijke Middellandse Zeegebied naar het oostelijke Middellandse Zeegebied stroomde. ‘Daarmee kunnen we nu een van de meest catastrofale perioden van milieuverandering op onze planeet rechtstreeks aantonen en kwantificeren, terwijl ze tot dusver alleen in geofysische modellen waren beschreven’, vertelt Van Dijk. ‘Bovendien: geologen zijn opgeleid om hedendaagse processen op het aardoppervlak te gebruiken om interpretaties te maken van wat we in het gesteente zien. Maar hier kunnen we niet alleen op die kennis vertrouwen, omdat we zeker uit de afgelopen 100 miljoen jaar geen soortgelijke fenomenen kennen.’ Volgens Van Dijk is dat precies wat het werk en de resultaten zo intrigerend maakt.

Publicatie: Van Dijk, G., Maars, J., Andreetto, F., Hernández‐Molina, F.J., Rodríguez‐Tovar, F.J. and Krijgsman, W., 2023. A terminal Messinian flooding of the Mediterranean evidenced by contouritic deposits on Sicily. Sedimentology. https://doi.org/10.1111/sed.13074