Oude kwelderafzettingen in het wad onder Simonszand? Verslag van een zoektocht op 21 september 2013 Wat ging vooraf? Tijdens een vorige onderzoekstocht op 27 april 2013 werden ten Zuiden van Simonszand kleilagen ontdekt, zowel aan de noordkant als aan de zuidkant van de doorbraakgeul tussen Eilanderbalg en Spruit. In de noordelijke kleiafzetting werden enkele plantaardige resten aangetroffen, die deden denken aan kweldergras. De zuidelijke kleiafzetting vertoonde een duidelijke gelaagdheid: een afwisseling van dunne laagjes meer kleiig en zandig sediment. Dit voedde het vermoeden dat we hier te maken hadden met een kwelderafzetting, want van kwelders is bekend dat hier dergelijke sedimentatieafwisselingen optreden ten gevolgen van afwisseling van perioden met rustige weer (afzetting van klei) en perioden met harde wind of storm (afzetting van zandig materiaal. Onderzoeksdoel Doel van de onderzoekstocht op 21 september 2013 was op beide locaties (zie Afb. 1) de kleiafzetting nader te onderzoeken. Uitgaande van de veronderstelling dat we hier met een echte kwelderafzetting te maken hadden, was het plan om middels handmatige boringen de dikte van de kleiafzetting te bepalen en tevens de ligging van deze kleiafzetting ten opzichte van NAP in te meten. Middels een globale berekening zou dan een indicatie kunnen worden verkregen van de periode waarin deze lagen zijn afgezet. Om deze globale berekening te kunnen checken was het de bedoeling monsters te nemen voor latere 14 C-analyse. Waarnemingen Locatie Simonszand-Noord (Szd-N) Afb. 1 De twee onderzoekslocaties Szd-N en Szd-Z. Hier werd aan de rand van de Eilanderbalg een kleiafzetting aangetroffen. Door de werking van stroming en golven waren duidelijke sporen van erosie zichtbaar (Afb. 2 en 3). Boren 1
met een smalle guts in de kleiafzetting op enkele dicht bij elkaar gelegen locaties (maximaal 30 m uit elkaar) liet geen gelaagdheid zien. De klei was bijna egaal zwart van kleur en op het oog homogeen van samenstelling. In de klei werden enkele stukjes plastic aangetroffen. De klei was vettig en kon tussen de vingers gemakkelijk versmeerd worden. Afb. 2 (boven) en Afb. 3 (onder) Eroderende kleiafzettingen langs de Eilanderbalg. Op de onderste foto zijn dode strandgapers in levenspositie zichtbaar. Foto s: Karel Essink/SVG. Locatie Simonszand-Zuid (Szd-Z) Vlak bij de plaatrand langs de Eilanderbalg werd met de guts op een diepte van 50 100 cm wel een duidelijke gelaagdheid in het sediment aangetroffen (Afb. 4-6). De donkere, zwart gekleurde lagen zijn kleiig, de licht gekleurde lagen bevatten meer zandig materiaal. Ook hier was de klei vettig en kon tussen de vingers gemakkelijk versmeerd worden. Afb. 4 Rand van de Eilanderbalg bij locatie Szd-Z. Foto: Karel Essink/SVG 2
Afb. 5 Boren met de guts. Foto: Karel Essink/SVG. Afb. 6 Gelaagde wadafzetting; opvallend is een licht gekleurde zandige band. Foto: Karel Essink/SVG. Aanvullend werd aan de noordrand van de doorbraakgeul met een aangepaste boor gepoogd een beeld te krijgen van de daar aanwezige zandlaag, die in de doorbraakgeul een drempel vormt tussen Eilanderbalg en Spruit. Bespreking der waarnemingen Er is geopperd dat de zwarte kleur van de kleiafzetting wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van organische stof. Die organische stof zou dan afkomstig moeten zijn van de vroeger aanwezige kweldervegetatie. Deze veronderstelling is onjuist. De bovenste dunne laag van het sediment is nog rijk aan zuurstof (aeroob), onder meer door zuurstofproductie door eencellige algen, zoals bodemdiatomeeën. De grijs-bruine kleur wordt veroorzaakt door diezelfde bodemdiatomeeën en door roest (FeO, Fe 2 O 3 ). Op 1 à 2 cm diepte is het sediment zuurstofloos (anaeroob). De zwarte kleur van deze sedimentlaag is terug te voeren op de aanwezigheid van een neerslag van ijzersulfide (FeS), dat via bacteriële sulfaatreductie wordt gevormd uit sulfaat dat vanuit het bovenstaande water in het sediment diffundeert. Onder bepaalde omstandigheden (ook anaeroob) kan het ijzersulfide worden omgezet in pyriet (FeS 2 ). Dit gebeurt alleen als er ook veel organische stof aanwezig is, dus bijvoorbeeld in zoute of brakke gebieden met rietlanden of veengroei in de nabijheid. De zwarte kleur van het wadsediment verschaft dus geen enkele aanwijzing voor het voorkomen van hoge gehaltes aan organische stof die zouden kunnen samenhangen met de vroegere aanwezigheid van een kwelder. Kwelders, zoals die op onze Waddeneilanden voorkomen, bestaan uit een laag fijn sediment (klei, silt en soms fijn zand) van uiteenlopende dikte bovenop een dik zandpakket dat de 3
basis van het eiland vormt. Kwelderontwikkeling begint in de zg. pionierzone, waar zeekraal kan gaan groeien. Deze soort sterft elk najaar af, en draagt nauwelijks bij tot de vorming van een horizont van organische stof. Slechts op de hoger gelegen delen van kwelders komt een vegetatie tot ontwikkeling met meerjarige soorten. Hier kan zich uit de jaarlijks in het najaar afstervende bovengrondse plantendelen een strooisellaag van enige dikte vormen. Dit proces voltrekt zich grotendeels in (droge) terrestrische omstandigheden. Een kwelder kan ondergestoven raken door een zich verplaatsende zeereep of bij een snelle zeespiegelstijging afgedekt worden door nieuwe wadsedimenten. In deze gevallen moet een terrestrisch gevormde strooisellaag als een enigszins compacte organische stof rijke horizont herkenbaar zijn. In de kleilagen werden strandgapers (Mya arenaria) en een enkele zwaardschede (Ensis spec.) in levenspositie aangetroffen (Afb. 3). Deze schelpen bevattende laag was weer afgedekt door een er op liggende sedimentlaag. Dit wijst erop dat we hier met een wadafzetting te maken hebben waarin de genoemde schelpdieren leefden tot ze dood gingen. De aangetroffen vettige, gemakkelijk met de vingers versmeerbare kleiafzetting was niet gerijpt en kan dus niet een oud kwelderrestant zijn, maar is veeleer een recente wadafzetting die in een relatief beschut milieu (bijvoorbeeld in de luwte van een grote zandplaat) tot stand is gekomen. Ten zuiden van de doorbraakgeul werd wel gelaagdheid in het sediment aangetroffen. Donkere en lichtere lagen wisselen elkaar af. De lichtgekleurde lagen bevatten (fijn) zand dat moet zijn afgezet in een periode van onstuimig weer. De dikte van zo n zandige laag zegt niets over de duur van de periode van afzetting. En dikke laag zandig sediment, zoals te zien in afb. 6, kan heel goed in een kortdurende heftige storm zijn afgezet. De gelaagdheid die hier nu, en ook al hier op 27 februari 2013, werd aangetroffen verschilt in principe niet van de gelaagdheid die in de bodem van de hogere kwelders op de Waddeneilanden kan voorkomen. Wat nu bepalend is, is de aard van het sediment. In het geval van de boring op locatie Szd-Z hebben we weer te maken met een vrij vet, gemakkelijk met de vingers versmeerbaar kleiig sediment. Dit geeft aan dat we ook hier te maken hebben met een wadplaatafzetting uit een periode met variabele afzettingscondities. Er is geen reden om te veronderstellen dat dit een oude kwelderafzetting is, want doorworteling en graafgedrag van bijv. wormen en insecten (bioturbatie) zou de gelaagdheid hebben verstoord. De fijne witte stekeltjes van de zeeklit (Echinocardium cordatum), die op 27 april in de boorkern werden aangetroffen, worden vaker in wadsediment aangetroffen; een enkele keer ook wel bijeengespoeld tegen een afslagrandje van een kwelder. Het voorkomen van deze stekeltjes is dus geen bewijs dat er sprake is van een kwelderafzetting. Aan de noordrand van de doorbraakgeul werd gecompacteerd zeezand aangetroffen (meded. Dr. A.P. Oost). Dit is een zeer dicht gepakte zandafzetting, die moeilijk erodeert door de getijstromen. Daardoor kan de drempel tussen beide geulsystemen (Eilanderbalg en Spruit) lange tijd in stand blijven. 4
Conclusies Op basis van het bovenstaande kunnen de volgende conclusies worden getrokken: 1. De zwarte kleur van de kleiafzettingen aan weerszijden van de doorbraakgeul onder Simonszand duidt niet op een hoog gehalte aan organische stof. De kleur wordt veroorzaakt door een neerslag van ijzersulfide dat in wadsedimenten onder zuurstoflozen condities wordt gevormd. 2. De kleiafzetting langs de Eilanderbalg ten Noorden van de doorbraak onder Simonszand kan niet geïdentificeerd worden als een oude kwelderafzetting. Deze afzetting is een recente wadafzetting, die in een beschut milieu tot stand is gekomen. 3. De kleiafzetting langs de Eilanderbalg ten Zuiden van de doorbraak onder Simonszand kan ondanks de afwisseling van kleiige en meer zandige laagjes evenmin geïdentificeerd worden als een oude kwelderafzetting omdat deze afzetting makkelijk tussen de vingers versmeerbaar is. Het is een recente wadafzetting die tot stand is gekomen onder wisselende sedimentatieomstandigheden. 4. De drempel in de doorbraakgeul tussen Eilanderbalg en Spruit bestaat uit gecompacteerd zeezand. Dankwoord De in dit verslag beschreven onderzoekstocht was een initiatief van de Stichting Verdronken Geschiedenis en het Museumhuis Groningen. De tocht werd mede mogelijk gemaakt door een subsidie van de gemeente Eemsmond. Opgesteld door Karel Essink, 11 oktober 2013. Met dank aan Erik Meijles en Albert P. Oost voor hun opmerkingen bij een concept. 5