INLEIDING
Een bepaalde plek op de aardkorst heeft gedurende het verstrijken van talloze miljoenen jaren verschillende klimaatzones gekend, omdat zowel de atmosferische samenstelling varieerde als de (oer)continenten gelegen op platen van aardkorst zich verplaatsten. "Botsende" aardplaten veroorzaken aardbevingen en opstuwing van de aardkorst in de vorm van gebergten, die na het verstrijken van vele miljoenen jaren weer zijn veranderd in (hoog)vlaktes t.g.v. de afbrekende werking van rivieren en klimaat. Het proces van de bewegende en botsende platen heet plaattektoniek. Bovendien was die bepaalde plek dan weer ondergedompeld in een ondiepe zee, dan weer drooggevallen en blootgesteld aan de grillen van het klimaat of bedekt door het water van meren of rivieren. Middels het bestuderen van oude aardlagen is een geoloog in staat om het verloop van al die gebeurtenissen van een bepaalde plek op de aardkorst te ontrafelen.
Het plekje op de aardkorst dat nu Winterswijk heet, heeft enorme afstanden afgelegd over de aardbol en kent mede daardoor een diverse geologische geschiedenis. Ooit, ruim 500 miljoen jaar geleden heeft Winterswijk dicht bij de zuidpool gelegen, maar in een ander jonger geologisch tijdperk weer dicht bij de evenaar. Ook nu nog bewegen de aardplaten met een snelheid van enkele centimeters per jaar t.o.v. elkaar. De aan de oppervlakte zichtbare geologische geschiedenis van Winterswijk begint zo'n 250 miljoen jaar geleden (in de Trias periode), toen Winterswijk op de breedtegraad lag van het huidige Noord-Afrika. Winterswijk was destijds onderdeel van het oercontinent Pangea, dat bijna alle toenmalige landmassa omvatte. Tijdens de laatste 250 miljoen jaar heeft Winterswijk regelmatig gedurende lange tijd in een ondiepe zee dichtbij de kust gelegen en, net zoals de rest van Nederland, tientallen miljoenen jaren een droog en warm klimaat gekend. Maar er is een verschil met het overgrote deel van Nederland: In Winterswijk is van die geologische geschiedenis nog iets zichtbaar aan de aardoppervlakte.
Het oer continent Pangea ten tijde van het Vroeg-Trias, zo'n 250 miljoen jaar geleden. Land en ondiepe zee zijn bruin (oud gebergte), groen en lichtblauw gekleurd. De diepzee is donker blauw gekleurd. De toenmalige ligging van Winterswijk is met een witte pijl aangegeven, en ligt op 23,5˚ noorderbreedte (Kreeftskeerkring), dwz ter hoogte van de huidige ligging van de Arabische Emiraten. Met gele pijl is de huidige breedte en lengte graad van Winterswijk aangegeven. Bron: "Plate tectonic maps and Continental drift animations by C. R. Scotese, PALEOMAP Project (www.scotese.com)".
In het Winterswijkse komen zeer oude bodemlagen aan de oppervlakte, ouder dan op enig andere plek in Nederland met uitzondering van een heel klein stukje Zuid-Limburg. Deze oude bodemlagen verklaren het van west naar oost oplopende reliëf in het Winterswijkse. De bij Winterswijk gelegen zichtbare oude lagen gaan tot wel 250 miljoen jaar terug in de tijd. Dat is niet veel in vergelijking met de geschatte ouderdom van de aarde (4,5 miljard jaar), maar wel heel erg oud voor Nederlandse begrippen. Bovendien treffen we hier veel lagen aan die sterk verschillen in ouderdom, maar wel naast elkaar liggen. Het aantreffen van lagen uit alle geologische periodes vanaf 250 miljoen jaar geleden (Trias periode) tot nu (Kwartair periode) op een oppervlak van enkele tientallen vierkante kilometers is uniek in Nederland. Om deze reden wordt de omgeving van Winterswijk wel een geologische mozaïekvloer genoemd en is de Winterswijkse ondergrond onderwerp van gedetailleerde geologische onderzoeken geweest.
Nederland ligt al miljoenen jaren grotendeels in een rivierendelta, en is dus voornamelijk vlak en voor een groot deel bedekt met jonge rivier- en zeeklei, zand en grind. De oudere lagen, die zijn ontstaan tijdens een ander klimaat en in een andere geografische omgeving, liggen in het westen en noorden van Nederland op grote diepte en hebben geen invloed gehad op de recente vorming van het landschap. Relatief jonge geologische processen (in de geologie beschouwen we de periode Kwartair met de ijstijden, die 2,5 miljoen jaar geleden begon, als jong) hebben wel sporen achtergelaten, vooral in de vorm van dikke lagen zee- en rivierklei, kustduinen, rivierbeddingen, stuifzanden, stuwwallen gevormd door gletsjerijs, en zo meer. Echter in sommige delen van Nederland schemert de pre-kwartaire geologie wel door en heeft invloed gehad op de vorming van ons cultuurlandschap. Sommige details in het terreinreliëf zijn dan rechtstreeks te herleiden tot oude structuren in de diepere ondergrond. Binnen onze landsgrenzen is dit met name het geval in Zuid-Limburg, maar ook in enige mate in de omgeving van Winterswijk, Oost-Twente en de Peel, waar een goed geïnformeerde waarnemer ook oudere geologie kan zien doorschemeren.
Zeer vereenvoudigde dwarsdoorsnede van bodemlagen tot 6500m diepte langs de lijn Den Haag naar Winterswijk (afgeleid van data uit Dinoloket.nl). De onderliggende bodemlagen zijn hier ouder dan de bovenliggende. De jongste kwartaire en tertiaire bovenlagen (bruine kleuren) bestaan vooral in West- Nederland uit jonge (kwartaire) zee- en rivierklei en zand. In oostelijke richting (rechts) worden de kwartaire afzettingen minder dik en daardoor komt het oudere Tertiair en nog oudere Mesozoïcum en Paleozoïcum ondieper te liggen. De top Trias (250 miljoen jaar oud) ligt bij Winterswijk aan de oppervlakte, maar bij Den Haag op ca. 4000m diepte. De rode lijn bij Winterswijk geeft een breuk in de aardkorst aan, waardoor het rechter (oostelijk) gedeelte van de bodemlagen omhoog is geschoven t.o.v. het westelijk gedeelte, zodat ten oosten van de breuk oudere bodemlagen nog ondieper kwamen te liggen. De hier afgebeelde simpele breuk is in werkelijkheid een complex stelsel van meerdere breuken en plooien in oude lagen. De kolom (links) geeft diepte in meters beneden NAP aan. De vertikale diepte schaal is sterk vertekend t.o.v. de west-oost horizontale schaal.
Tegenwoordig maakt het Winterswijkse, net zoals Oost-Twente, deel uit van het zogenaamde Oost-Nederlands plateau. Het plateau is ontstaan als gevolg van verticale bewegingen in de aardkorst. Opheffing van het plateau zou al aan het einde van de Krijt periode (ca. 70 miljoen jaar geleden) zijn begonnen, en voortgeduurd hebben tijdens de Tertiair en Kwartair periodes. Gedurende het Tertiair vonden echter zowel stijgende als dalende bodembewegingen plaats. Het is reëeler de opheffing van het oost-Nederlands vanaf het Plioceen tijdvak (5 miljoen jaar geleden) te veronderstellen, toen een continue opheffing aanving, die tot heden voortduurt.
Tijdens het grootste deel van de Tertiair periode lag het gebied Winterswijk in een ondiepe zee, dichtbij de kustlijn. Weliswaar fluctueerde de zeespiegel t.o.v. het vasteland zodanig dat het Winterswijkse regelmatig droogviel, maar t.g.v. verticale bodembewegingen en het kouder wordende klimaat, waardoor op Antarctica en Groenland steeds meer water in ijs werd omgezet, trok de zee zich overwegend terug naar het westen. Nadat het Winterswijkse gebied droog kwam te liggen "sleten" de eerder afgezette bodemlagen af t.g.v. bodemerosie, zodat de hoogte van het plateau nooit meer dan enkele tientallen meters boven het toenmalige zeeniveau is uitgekomen. De huidige ligging van het Oost-Nederlands plateau is voor Nederlandse begrippen tamelijk hoog, rondom Winterswijk 20 tot 50m +NAP, en reikt op de stuwwallen van Oost-Twente tot 80m +NAP. De westrand van het Oost-Nederlands plateau is duidelijk zichtbaar als terreinverheffing op de N318 in Aalten ten westen van Winterswijk. Over een korte afstand wordt hier een hoogteverschil van 10m overwonnen. De plateaurand is zo steil en goed bewaard gebleven, omdat het de oostelijke oever van het stroomgebied van de oer-Rijn was en werd bedekt door riviergrind. Het oppervlak van het Oost-Nederlands plateau nabij Winterswijk bestaat voornamelijk uit oud, soms versteend, tertiair (66 tot 2,5 miljoen jaar oud) en mesozoïsch (250 to 66 miljoen jaar oud) materiaal, bedekt door een (meestal minder dan 5m) relatief dunne en zachte kwartaire bovenlaag (klei, zand, grind, humus en veen). De hardheid van het oude bodemmateriaal is veroorzaakt door langdurige blootstelling in de ondergrond aan allerlei chemische en fysische processen, die de oorspronkelijke losse zand-, kalk- en kleikorrels samendrukten en aan elkaar deed plakken. In de omgeving van Winterswijk, en ook in het oostelijk deel van Twente, bevindt zich de top van deze oude (pre-kwartaire) ondergrond veelal boven 30m +NAP. Verder naar het westen toe gaat het plateau al snel over in het zogenaamde Noordzee bekken waarin de oude ondergrond in westelijke richting door steeds dikkere lagen jonger kwartair materiaal wordt bedekt.
Op enkele plaatsen rondom Winterswijk dagzoomt de oude ondergrond, m.a.w. de oude ondergrond is zichtbaar omdat het niet meer bedekt is door jonge kwartaire lagen (zo'n plek wordt ontsluiting genoemd). Dit is hier met name het geval wanneer de jonge bovenlaag door menselijk toedoen is verwijderd (in groeves en greppels) of door de eroderende werking van water (in beekbeddingen). Wegens de sterke bodemvorming en vegetatiegroei in het gematigde klimaat van het vlakke en vochtige Nederland zijn de ontsluitingen doorgaans zeer bescheiden en tijdelijk van aard.
Men kan zich wellicht voorstellen dat zo'n harde en ondiep gelegen erosie-bestendige ondergrond invloed heeft gehad op de vorming van de huidige topografie. De heuvels in Oost-Twente bezitten een kern van door landijs gestuwde oude harde lagen. Bewegend landijs heeft nadien de gestuwde heuvels weer enigszins afgevlakt en het afgeschraapte materiaal elders weer gedeponeerd als zogenaamde keileem. In de omgeving van Winterswijk ontbreken echter gestuwde heuvels zoals die er zijn in Oost-Twente. Wel waren er ooit beekdalen in het Winterswijkse, waarin de wind en het smelt- en regenwater klei, zand en grind achterlieten. De verschillende mates van bodeminklinking en erosie tussen de diverse bodemsoorten hebben tot enig topografisch reliëf geleid. Wat we in Winterswijk e.o. aan topografisch reliëf zien is echter ook ten dele van oudere oorsprong, van vóór de ijstijden (=pre-glaciaal). De oplopende topografische hoogte ten zuiden (buurtschap Woold) en ten oosten (buurtschap Kotten) van het dorp Winterswijk is veroorzaakt door de hoge ligging van de harde erosie bestendige tertiaire en mesozoïsche ondergrond. De oude ondergrond is tevens de oorzaak van een complexe waterhuishouding, waarbij watervoerende lagen soms aan de oppervlakte komen en kwelwater leveren aan de beken. Bovendien lijkt de oorspronkelijke loop van sommige beken te zijn bepaald door laagtes uitgeslepen in de oude tertiaire en mesozoïsche lagen. De onregelmatig voorkomende keileem uit de Kwartair periode kan daarentegen juist weer een voor water ondoordringbare laag vormen. De ondiepe aanwezigheid van oude ondergrond bij Winterswijk is al lang bekend. Al sinds 1820, of misschien wel eerder, was de aanwezigheid van kalksteen in de Willinkbeek bekend. In 1853 heeft men twee putten gegraven (de zogenaamde Staringputten, vernoemd naar één van de grondleggers van de Nederlands geologie, en zoon van de dichter Staring), om de gewonnen kalksteen als wegverharding te gebruiken. Staring dacht overigens dat de kalksteen uit een ander tijdvak (Vroeg-Krijt) stamde en veel jonger was dan zo'n 50 jaar na 1853 het geval bleek te zijn (nl. Muschelkalk uit het Midden-Trias). De geologie stond voor 1900 immers nog in de kinderschoenen.
"... binnen onze grenzen op de scholteplaats Willink, onder Ratum, bij Winterswijk; een weinig meer westelijk in het Vossenveld; in den oever van de Kottesche beek even boven de brug in de grindweg naar Odink; en eindelijk, in eenen boorput bij Busker ten zuidoosten van Winterswijk, waar, op 44 el diepte, onder tertiairen leem, deze lagen beginnen en zich tot 112 el diepte uitstrekken, zonder dat men daar nog de onderzijde bereikt heeft."
Uit bovenstaand citaat blijkt dat Staring geen verschil veronderstelde tussen de kalkstenen in de Willinkbeek en de Bemersbeek (= Kottesche beek). Staring heeft het hier over kalkstenen uit de Wealden, een oude benaming voor een tijd in het Vroeg-Krijt. We weten nu, dat het verschil in ouderdom tussen de kalkstenen in de Willinkbeek en Bemersbeek ongeveer 150 miljoen jaar is..... Een el is oude lengtemaat van 69 cm.
En verder:
"...de kalklagen zijn het voor de nijverheid meest belangrijke bestanddeel. Deze zijn ook binnen de grenzen van Nederland, op de scholteplaats Willink, voorhanden, maar het is, tot dus verre, nog niet gelukt om den eigenaar tot het ontginnen der laag over te halen. Hier bestaat dezelfde zwarigheden als bij den steen van Losser, de lage ligging en de noodzakelijkheid van aanhoudend water uit te moeten pompen niet uitgezonderd. De proef in 1854 genomen, om dezen steen te bezigen tot onderlaag voor den grindweg naar Odink, is mislukt, omdat men daarvoor niet alleen den kalk- maar ook den leemsteen aanvoerde, welke daartoe volstrekt niet geschikt is en, in den eerste winter reeds, aan den lucht blootgesteld, uiteenviel. Mogten de kalklagen, die men thans in den gebrekkigen, kleinen proefput van Willink gevonden heeft, niet voldoende zijn, zoo is met genoegzame zekerheid te verwachten, dat er, dieper, andere en dikkere lagen te vinden zijn."
"Toch is er een tijd geweest, dat één van Nederlandsch knapste geologen, W.C.H. Staring, de zoon van den ons allen bekenden dichter, die om zijn kennis van onzen bodem wel de vader der geologie van Nederland wordt genoemd, in dit gebied door een fout van den Duitschen geleerden Römer een geheel verkeerd beeld van de geologische gesteldheid van dit terrein ontwierp. De gebeurtenis moge een ieder tot leering strekken, om bij al zijn waarnemingen de grootste nauwkeurigheid in acht te nemen en al zullen onze fouten niet zulke verstrekkende gevolgen hebben, voor den beginner is ook een kleine fout ernstig. Onze tocht zal de plaats gelden, waar dit "drama" te vinden is. Gaan we van Winterswijk over het Vossenveld, dan bereiken we langs den Noordelijksten weg de Willinkbeek. Bij boerderij Willink kunnen we staande op het bruggetje, als het beekje niet te veel water bevat en niet te veel zand over gespoeld is, op den bodem een groengrijs gekleurde kalkbank zien, die uit lagen bestaat met een dun mergelvliesje ertussen. In de horizontaal liggende banken komt een fossiel schelpje voor, dat voor deze laag het gidsfossiel is. Reeds in 1833 had Ferdinand Römer deze schelpjes gedetermineerd en, hoewel met eenige aarzeling, het tot het geslacht Cyrena gebracht. Dit is een gidsfossiel voor het Weald, een woudrijke formatie van het Onder-Krijt, die o.a. vlak over de grens bij Bentheim voorkomt. Staring werd door dit gegeven geheel in de war gebracht. In de stellige overtuiging verkeerende, dat hij hier het oude Krijt voor zich had, determineerde hij daarnaar de andere lagen en vormde zich een volmaakt verkeerd beeld van dit geheele gebied. In zijn beroemde boek "de bodem van Nederland" kan men dan ook het volgende lezen aangaande de meening van anderen betreffende de mogelijkheid, dat in het gebied van Winterswijk steenkool zou voorkomen: "Men droomt in deze streken nog altijd van ware steenkolen te zullen vinden, maar uit het voorgaande blijkt duidelijk, dat er geene minste aanleiding bestaat om te veronderstellen, dat die hier op bereikbare diepte aanwezig zou zijn."
Winand Carel Hugo Staring (1808 - 1877). Staring wordt beschouwd als de grondlegger van het universitair onderwijs op het terrein van de aardwetenschappen en de landbouwkunde in Nederland. Hij is de medeoprichter van de toenmalige Landbouwhogeschool te Wageningen, tegenwoordig "Wageningen University".
afbeelding: Wikipedia
De bevinding van 50 jaar later maakte het gebied interessant voor mijnbouw. De nog oudere, onder de Muschelkalk liggende, zout- en steenkoollagen, zouden dus wel eens veel ondieper kunnen liggen dan eerder gedacht, en wellicht te exploiteren zijn. Begin 20e eeuw zijn, door de toenmalige verantwoordelijke Rijksdienst, diverse boringen verricht om de economische exploitatie van de steenkool- en zoutlagen te onderzoeken. Dit leidde uiteindelijk in 1930 tot het verlenen van de Gelria concessie. In de omgeving van Winterswijk heeft de beoogde winning van steenkolen en zout echter nooit plaatsgevonden en het landschap is hierdoor gelukkig niet aangetast. Wel is sinds 1932 de eerder genoemde kalksteen via dagbouw in ontginning genomen, hetgeen uiteindelijk toegevoegde natuurwaarde blijkt te hebben. Sinds het graven van de Staringputten zijn er inmiddels in de omgeving van Winterswijk enkele honderden putten geslagen, zowel voor waterwinning als geologisch en mijnbouwkundigonderzoek. Hiervan is in het landschap niets terug te vinden. De beschrijving van een 18m diepe waterput laat als voorbeeld zien hoe relatief ondiep de tertiaire en mesozoïsche lagen in de ondergrond worden aangetroffen. Inmiddels heeft men ook middels seismologisch onderzoek meer gedetailleerde kennis van de diepe ondergrond verkregen.
In de hierna volgende reis langs de geologische bezienswaardigheden in de omgeving van Winterswijk beginnen we met het oudst zichtbare overblijfsel uit de geologische geschiedenis en eindigen we met de recente interactie van de mens met de geologie.