Gepubliceerd op 29-01-2021

Geologie

betekenis & definitie

of geognosie, de wetenschap van de samenstelling en den bouw der aarde als een uit onbewerktuigde massa’s bestaand hemellichaam. Daar de vaste aardkorst (lithosfeer), het eenige wat voor het onderzoek toegankelijk is, in haar wezen uit mineraalaggregaten bestaat, die men gesteenten noemt, als bv. graniet, gneis, zandsteen, kalksteen, enz., is het de eerste taak der G. de verscheidenheid daarvan te onderzoeken en te bepalen (petrographie, leer der gesteenten). Bij dit onderzoek is gebleken, dat al deze gesteenten ontstaan zijn deels door verharding eener gloeiende massa, deels door het bezinken en verharden van slibbestanddeelen in het water: om deze reden spreekt men van eruptieve of uitbarstings- en sedimentaire of uit bezinksel ontstane gesteenten. De taak der G. bestaat evenwel in geenen deele uitsluitend in het onderzoeken en onderscheiden der verschillende massa’s, uit welke de vaste aardkorst is saamgesteld, maar voornamelijk ook in het onderzoeken der verhoudingen en omstandigheden onder welke zij optreden; dit onderzoek eerst levert gegevens op voor de geotectoniek, of de kennis van den bouw der vaste aardkorst, terwijl het tevens de bijzondere wijze van ontstaan der gesteenten en hun betrekkelijken ouderdom, derhalve de geschiedenis van het ontstaan der vaste aardkorst, nagaat.

Bij de wetensch. beschouwing v/d sedimentaire gesteenten zijn inzonderheid de zeer dikwijls daarin bewaard gebleven overblijfselen van organische lichamen (zg. versteeningen) van belang; deze zijn afkomstig van planten of dieren, die in vroegeren tijd leefden en wier soorten grootendeeis niet meer levend voorkomen, ten deele zelfs aanmerkelijk van de thans levende vormen afwijken. Uit hunne verdeeling in de op elkander liggende en gevolgelijt na elkander gevormde steenlagen blijkt, dat gedurig, echter in zeer lange tijdruimten, nieuwe vormen ontstaan en voorhandene uitgestorven zijn, en dat ieder tijdperk van de ontwikkelingsgeschiedenis der aarde zijn eigen, van de voorafgegane en de volgende verschillende, liora en fauna gehad heeft. Sinds men de chronologische opvolging der fossiele overblijfselen erkend heelt, bezigt men deze overblijfselen bij voorkeur om den geologischen ouderdom der steenschichten aan te geven. De fossielen welke bij het geologisch onderzoek de leidende kenteekenen zijn, noemt men leidfossielen. Op deze wijze is de paleontologie (versteeningskunde) voor de Gvan groot gewicht geworden, te meer daar men uit de fossiele dier- en plantenresten ook nog allerlei uitwendige omstandigheden, als klimaat, bodemgesteldheid, zeestroomen, verdeeling van land en water, kan afleiden.

De producten der steenvormende werkzaamheid gedurende elk dezer afzonderlijke tijdsgewrichten, alzoo het schicbtencomplex dat tijdens ieder tijdperk ontstaan is, noemt men geologische formaties, met wier nader onderzoek zich de historische G. of formatieleer bezighoudt. De sedimentaire formaties bevatten in haar steenmassa’s, als herinneringen aan de tijden waarin zij ontstonden, de overblijfselen der toenmalige dier- en plantenwereld. Naar de grootere of geringere overeenkomsten in haar paleontologisch karakter vereenigt men eenerzijds meerdere formaties tot een groep (periode), en splitst anderzijds elke afzonderlijke formatie in een aantal onderafdeelingen of tijdvakken. Men verkrijgt dan, van boven naar beneden gaande, de i/d tabel op de volgende pagina aangegeven verdeeling van de sedimentaire schichtenreeks.

De kaenozoïsche periode of formatiegroep omvat dé quartaire en de tertiaire formaties, de quartaire formatie het alluviumen diluviumtijdvak, de tertiaire formatie de tijdvakken van het plioceen, hetmioceen, het oligoceen en het eoceen; enz. Bij onderscheidene geologen komen allerlei verschillen en afwijkingen in deze indeeling voor, die echter aan de hoofdzaak niets veranderen. Scherp gescheiden zijn de in bovenstaande tabel aangegeven perioden niet; zij gaan in elkander over, hunne producten volgen onmiddellijk op elkander. De duur dier verschillende perioden laat zich niet bepalen; doch in elk geval omvat elke periode duizenden jaren. Tusschen de onderdeelen der perioden en formaties bestaat veel verschil in ouderdom ; zoo is reeds het diluvium (zie ald.) aanmerkelijk ouder dan het alluvium. Alle of nagenoeg alle in lagen liggende gesteenten zijn uit het water bezonken of afgezet, en liggen veelal in min of meer horizontale lagen op elkander. Fijn slijk en klei schikken zich, als zij uit het water bezinken, gemakkelijk op die wijze, en zand en grint spreiden zich ook uit in min of meer regelmatige lagen of beddingen. In den loop der tijden zal er dus een stapel, eene reeks van lagen gevormd worden, de eene boven de andere gelegen, ongeveer parallel loopende, misschien op de eene plaats dikker dan op de andere, doch steeds in hoofdzaak horizontaal liggende, eene serie van lagen die duidelijk voegen of scheilijnen vertoont. In den loop der tijden, en al naar de stoffen waaruit zij zijn samengesteld, naar de mate van drukking waaraan zij onderworpen zijn, en naar de mate van scheikundige verandering die hunne deeltjes ondergaan, worden die lagen hard en steenachtig; het zand wordt samengelijmd tot zandsteen, grint tot grintsteen of conglomeraat, klei tot lei, enz Gelijk in den tegenwoordigen tijd, moeten er ook in alle vroegere tijden dergelijke bezinksels uit het water gevormd zijn, en de wanden eener steengroeve, of die van een put, de doorsnede van een berg voor een spoorweg gemaakt, en de klippen der zeekusten vertoonen alle een ligging der gesteenten in min of meer horizontale lagen. Als er, bij voorbeeld door een waterstroom, een insnijding in de lagen gemaakt wordt, zoodat zij daardoor verbroken worden, noemt men dat een breuk. Daar de in lagen liggende gesteenten oorspronkelijk uitgespreid of verstrooid zijn over den bodem van meren en zeeën, in den toestand van een bezinksel, moet ook de oorspronkelijke ligging der gelaagde gesteenten natuurlijk min of meer horizontaal zijn geweest. Ëene slijkbedding, bijvoorbeeld, mag op eene plaats dikker zijn dan op de andere, of zij mag dun uitloopen en aan haar uiteinde geheel verdwijnen, waar haar plaats door een zand- of grintbedding wordt ingenomen, maar hare algemeene ligging is toch vlak of horizontaal. Worden de steenlagen door aardbevingen en vulkanische uitbarstingen opgebroken, dan gaat die horizontale ligging verloren, en zij worden in eene min of meer hellende en onregelmatige stelling gebracht; door de herhaalde en hevige werking der vulkanische krachten worden zij soms op den kant gezet, kom- of bekkenvormig of rond gebogen, of op de meest verschillende wijzen verdraaid en verschoven. Dit is niet zelden in mijnen, groeven, putten enz. te zien, en de geoloog noemt zulke profielen of tentoonstellingen van de onderlinge betrekkingen der lagen doorsneden of sectiën. De hoek dien eene laag met den horizon vormt, heet hare helling, en men spreekt van lagen die tien, twintig of dertig graden hellen. Als eene hellende laag aan de oppervlakte komt, dan vertoont zij haren hop. De lengtedoorsnede eener laag in verband met den horizon is de strekkingslijn. Elke laag heeft een boven- en eene ondervlakte, de afstand tusschen beide vlakten heet de dikte of machtigheid, die van eenige millimeter tot 100 en meer meter kan verschillen, en hare zijdelingsche uitstrekking noemt men de breedte. Als eene laag door eene andere plotseling begrensd wordt, noemt men dat afzetten. Zijn de lagen aan de oppervlakte van het gebergte als ’t ware afgesneden, dan komen zij aan den dag, liggen bloot. Zijn de lagen naar beneden gebogen, dan vormen zij een zadel of rug. Lagen, die gelijk strekken en hellen, zijn gelijkvormig, in het tegenovergestelde geval, ongelijkvormig gelegen.

De in bovenstaande tabel aangegeven perioden enz. betreffen alleen de in lagen gelegen of sedimentaire gesteenten; in al deze perioden zijn hier of daar eruptieve gesteenten uit het binnenste der aarde omhoog gedrongen en hebben zich tusschen de sedimentgesteenten ingeschoven of zich daaroverheen gelegerd. In het algemeen kan worden aangenomen dat alle niet in lagen liggende gesteenten door vulkanen zijn uitgeworpen: zij liggen in massa’s, hebben geen voegen of scheidingslijnen en liggen niet of ten minste zeer zelden, horizontaal In het algemeen dringen zij door de lagen heen, of spreiden zich daaropuit in bergmassa’s van onbepaalden vorm, hier als muren oprijzende, daar spleten en scheuren opvullende, ginds als steile kegels^ oprijzende, en elders ongeregeld over de oppervlakte vloeiende, in lavastroomen, die als zij bekoeld zijn, een min of meer vast gesteente vormen, en niet zelden een gekristalliseerd voorkomen hebben. Worden zulke gesteenten in groeven opgebroken of doorsneden, dan vertoonen zij geen reeks van lagen of beddingen, maar doen zich voor als vormlooze massa’s. Er zijn dus in de aardkorst twee groote afdeelingen van gesteenten, de gelaagde en de ongelaagde: de eerste hebben hun oorsprong uit het water, de tweede uit het vuur, en alle gesteenten behooren tot eene dezer beide afdeelingen, hoe verbroken, verplaatst of verschoven zij ook zijn mogen, of hoe groot de veranderingen ook zijn die er in hunne delfstoffelijke samenstelling zijn voorgevallen Gesteenten van vulkanischen oorsprong doen zich in de aardkorst voor als doorbrekende, tusschengelegene en overliggende massa’s. Als een vulkanisch gesteente zich een weg baant door de in lagen liggende gesteenten heen, en spleten en scheuren vult, dan noemt men het doorbrekend; als het, door de lagen gegaan zijnde, zich op hunne oppervlakte als in platte koeken uitspreidt, dan noemt men het overliggend ; en tusschengelegen heet het als een vulkanisch gesteente op den bodem der zee gelegen heeft, en vervolgens door nieuwe lagen van bezinksels is bedekt geworden: alsdan ligt het ongelaagde gesteente als een laag tusschen andere lagen in. De spleten en scheuren door de vulkanische werking in de aardkorst veroorzaakt, zijn onder de namen van verglijdingen, opheffingen, enz. bekend, en als zij met minerale stoffen gevuld zijn, heeten zij gangen, banken, stokken en aderen. Zoodanige verschijnselen worden onder den algemeenen naatn van verplaatsingen of dislocatiën begrepen: er is nauwelijks eene vierkante mijl van de vaste korst, die niet duidelijke bewijzen van zulke verplaatsingen in de iagen oplevert Het is ook onmogelijk dat er rijzingen of dalingen van een gedeelte der aardkorst kunnen gebeuren, zonder scheuren en verplaatsingen te veroorzaken, en naarde wijze en richting waarin de vulkanische krachten werken, zullen die verplaatsingen weinig in getal of talrijk, eenvoudig of samengesteld zijn. Door dat alles is de inwendige bouw der vaste aardkorst steeds ingewikkelder en onregelmatiger geworden, hetgeen ook op het voorkomen van de aardoppervlakte grooten invloed heeft uitgeoefend. Deze oppervlakte behoort daarom in haar betrekking tot den inwendigen bouw endoor haar oorsprong eveneens tot het terrein der studie van de G. Om de in het binnenste der aarde waargenomen verschijnselen en de gedaante der oppervlakte te verklaren, houdt inzonderheid de dynamische G. zich ook bezig met de tegenwoordig nog op en in de vaste aardkorst plaatsgrijpende veranderingen , verwoestingen en nieuw-vormingen door water, vulkanische werkzaamheid, lucht, organisch leven enz. en zoekt uit deze hedendaagsche processen de vroegere, grootendeels voorhistorische en slechts in hare werkingen naspeurbare, af te leiden. Op deze wijze voert de G. tot in de vroegste toestanden der aarde terug. De tendenz die tegenwoordig in de G. de overhand heeft, is voornamelijk op het onderzoek der thans nog werkende krachten gericht. Zoo heeft zich inzonderheid in de petrographie de erkenning baan gebroken, dat bestendige veranderingen der gesteenten plaats grijpen, door welke niet slechts de structuur, maar ook de scheikundige samenstelling daarvan ten slotte geheel wordt gewijzigd. Men tracht deze veranderingen eensdeels aan de verschillende, de gesteenten saamstellende, delfstoffen na te gaan, aan de hand der zg. pseudomorphosen, bij welke de oorspronkelijke kristalvorm bewaard blijft, de stof die de kristallen vormt evenwel door een andere vervangen wordt, anderdeels langs scheikundigen weg door kunstmatige daarstelling van in de natuur voorkomende delfstoffen, waarbij men dan uit de operatie tot het in de natuur plaats grijpend proces besluit, en eindelijk ook door het microscopisch onderzoek, waaraan men de gesteenten onderwerpt.

De resultaten al dezer navorschingen komen op het volgende neer: de aarde was aanvankelijk een gloeiend-vloeibare bol, afgeworpen door de roteerende zon ; zij koelde in den loop der tijden meer en meer af; de harde korst die zich aan haar oppervlakte vormde, was het eerste vaste gesteente ; aan de oppervlakte dezer vaste korst, rondom een naar men aanneemt nog steeds gloeiende kern, is toen het water begonnen in te werken en heeft door verwering en weder-afzetting der oorspronkelijk verharde massa’s de gelaagde of sedimentaire gesteenten gevormd, die in regelmatige reeksen elkander opvolgen en wier relatieve ouderdom zich het best laat bepalen door de daarin bewaarde versteeningen. Tijdens de afzetting dezer formaties hebben echter nog voortdurend reacties van het gloeiend-vloeibare binnenste der aarde op de vastgeworden korst en oppervlakte plaats gevonden. Door aanhoudende samentrekking der aardkorst tengevolge van de voortgaande afkoeling en volumenvermindering der aarde schrompelde de aardoppervlakte ineen, legde zich in vouwen, en scheurde uiteen tot schollen die zich over elkander schoven en het aanzijn gaven aan gebergten ; tegelijk werden oorspronkelijk horizontale lagen overeind gezet en lava-achtige (eruptieve) gesteenten door spleten en ruimten omhoog geperst. De vulkanen zijn de tegenwoordige gevolgen dezer nog steeds werkzame reactie. Langen tijd is onder de geologen een wetenschappelijke strijd gevoerd tusschen de zg. Neptunisten en Vulkanisten, van welke de eersten alles door water, de laatsten zeer veel door vulkanische werkzaamheid lieten ontstaan. Deze uiterste standpunten zijn echter thans verlaten. Evenwel bestaan er omtrent tal van geologische processen nog zeer verschillende opvattingen.

Ten opzichte van de G., die als wetenschap begint met Georg Agricola (1490—1555), hebben zich inzonderheid verdienstelijk gemaakt: de deen N. Steno (1631—86), de engelschman M. Lister (1638—1712), G. A. Wemer (1750— 1817), de eerste leeraar in de geognosie als zelfstandige wetenschap, de schot James Hutton (1726-97), Charles Lyell (1797—1875), Leopold van Buch (1774—1853), Roderick Murchison, Elie de Beaumont, Alberti, Credner, von Dechen, von Gümbel, Naumann Oppel, Quenstedt, de gebroeders Romer, von Strombeck, J. Barrande, von Hauer, von Hochstetter, M. Hoernes, Reuss, E. Beyrich, F. Zirkel. Hoewel zich op het gebied der G. reeds een bijna onoverzienbare massa arbeid heeft opgehoopt, is er niettemin voor de geologische vorsching, inzonderheid wat betreft het vereenigen der op zich zelf staande waarnemingen tot hoogere kennis, nog ontzaglijk veel te doen.