Kalksteen, marmer en zeeschelpen

Op zijn weg van de Middellandse Zee naar Spitsbergen heeft de zeilboot Alcyon aan de zuidkust van Engeland langs indrukwekkende kalksteenkliffen gevaren. We zien vaak foto's van deze schitterende witte kliffen die men zowel aan de Engelse en Franse kusten vindt als in Australië en in menig aantal andere gebieden. Heeft u zich ooit afgevraagd waaruit deze stenen gemaakt zijn?

Is het nu kalksteen of niet?

De woordenboek zegt: " Naam die gegeven wordt aan een belangrijke groep wijdverbreide sedimentaire gesteenten, die voornamelijk uit calciumcarbonaten bestaan". Indien we willen weten of een rots van kalksteen gemaakt is, helpt dit ons niet echt vooruit.

Kalksteen, met zijn geelwitte kleuren, is een vaak voorkomende rots en is bijna overal te vinden. Maar de geelwitte kleuren zijn eigenlijk ook geen goed criterium; zo kan een specialist zonder probleem verschillende stenen met dezelfde kleuren opsommen. Die stenen dragen vaak een technische naam: dolomiet, kwartsiet, gips, anhydriet, ... Hoe kunnen we dan wel het onderscheid maken tussen kalksteen en andere stenen?

Wel, eerst en vooral moet men weten dat kalksteen niet echt hard is : het kan bijvoorbeeld met een mes bekrast worden. Maar zijn hoofdkenmerk is dat het sterk reageert op zoutzuur: van zodra men één druppel van dit zuur (zelfs verdund) op kalksteen giet, vormen er zich onmiddellijk vele kleine luchtbelletjes zoals wanneer men een Coca-Cola flesje opendoet dat men door elkaar heeft geschud. U weet nu ook waarom de meeste geologen altijd een klein flesje verdund zoutzuur op zak hebben!

Dit experiment werkt ook met azijn, ook al is het resultaat veel minder zichtbaar. Azijn, net zoals zoutzuur, doet kalksteen oplossen. Er zijn trouwens redelijk wat vloeistoffen die hetzelfde effect hebben op kalksteen. Daarom kan men ook op sommige reinigingsproducten de volgende waarschuwing lezen: "Niet te gebruiken op marmer of op kalksteen" (we zullen een beetje verder in dit artikel uitleggen wat marmer is).

Vanwaar komt kalksteen?

Kalksteen vormt zich in het water en kan twee verschillende oorsprongen hebben:

• een chemische oorsprong: kalksteen kan zich afzetten door een natuurlijke chemische reactie. Dit gebeurt bijvoorbeeld in uw waterketel indien het water van de kraan te veel kalk bevat. Maar wanneer kalksteen zich in onze huizen afzet, noemen we het ketelsteen.
• een biochemische oorsprong : de meeste kalkstenen vallen onder deze rubriek. Het zijn kalkstenen die bestaan uit vele partikels die door levende organismen zijn gemaakt (dieren of planten). Het grootste voorbeeld van deze partikels zijn zeeschelpen, allemaal afgescheiden (of "opgebouwd") door een dier. Er zijn zeeschelpen van alle maten. Zo vindt men, bij de ruwe kalkstenen, oesterschelpen of sint-jakobsschelpen.

Krijt bestaat dan weer uit één van de kleinste kalksteenpartikels die we kennen : de coccolieten. Dat zijn onderdelen van het omhulsel (of "harnas") van microscopische algen "Coccolithophorida" genaamd.

http://www.educapoles.org/pics/projects/mediterranee_spitzberg/calcaire_microscope_200x144.jpgDeze foto is genomen met een rasterelektronenmicroscoop (Engels: Scanning Electron Microscope, SEM). De ronde en gekartelde partikels (de coccolieten), die de voornaamste onderdelen van krijt vormen, zijn duidelijk zichtbaar.

De coccolithophorida bestaan vandaag de dag nog en maken deel uit van wat men plankton noemt, het basisvoedsel van menig aantal dieren, zoals walvissen.

Op een wit strand... ten tijde van de dinosaurussen

Zeeplanten en zeedieren, die schelpen of structuren bestaande uit kalksteen afscheiden, leven bij voorkeur in warme wateren. Dit is bijvoorbeeld het geval van het koraaldiertje dat een grote bouwer is van kalksteenkliffen.

Dit betekent dat, wanneer deze partikels gevormd werden, er warm water was aan de kusten waar men vandaag kalksteen vindt. Het was hetzelfde klimaat als datgene men vandaag in de Bahamas treft.

Indien u ooit de kans krijgt naar deze bestemming te gaan, bekijk dan het zand met een vergrootglas: u zult merken dat bijna alle zandkorrels eigenlijk minuscule (stukjes van) zeeschelpjes zijn.

Maar laten we terugkeren naar de vorming van onze kalksteenkliffen : we zeiden dus dat, aan de kusten waar men vandaag kalksteenkliffen vindt, er een warm klimaat heerste en vele algen en dieren enorme hoeveelheden kalksteenpartikels afscheidden. Na de dood van de algen en de dieren zetten de partikels zich af op de bodem van het water. Op die manier hebben enorme lagen zeeschelpen en andere kleine kalksteenelementen zich opgestapeld. Nadien werden ze bedolven onder andere sedimenten, om dan uiteindelijk beetje bij beetje hard te worden. Zo heeft de kalksteen van de kliffen zich gevormd.

We mogen echter niet vergeten dat men over gigantische tijdschalen spreekt en dat de positie en de omtrek van de continenten en de oceanen enorm veranderd zijn in de loop van de voorbije miljoenen jaren. De kalkstenen hebben zich vaak afgezet in zeeën en oceaanbekkens die vandaag niet meer bestaan (door de bewegingen van de tektonische platen; voor meer uitleg, ga naar het artikel "Hoe ziet de bodem van de Middellandse Zee eruit?").

De kalkstenen die men terugvindt in het Bekken van Parijs, in heel het noorden van Frankrijk, in België en in Engeland zijn heel gelijkaardig omdat ze allemaal op hetzelfde tijdstip (ten tijde van de dinosaurussen) en in hetzelfde oceaanbekken zijn gemaakt. De kalkstenen die men in de Alpen vindt daarentegen zijn helemaal anders omdat ze zich in een ander oceaanbekken en dus in heel andere omstandigheden hebben gevormd.

Er zijn geen fossielen in marmer!

Zoals zojuist beschreven gaat kalksteen zich heel traag afzetten om dan even traag vast te worden. Dit verklaart waarom men in kalksteen vaak prachtige en zeer goed bewaarde fossielen vindt.

Soms kan het gebeuren dat kalksteenlagen veel te diep begraven worden en zo onderhevig zijn aan een hoge druk en aan immense temperaturen. Kalksteen dat op die manier is "gekookt" (de exacte term is "gemetamorfoseerd") verandert dan in marmer. Er blijven geen fossielen meer over na zo'n behandeling.

Men kan dus makkelijk het onderscheid maken tussen kalksteen en marmer (ook al reageren beide wanneer ze in contact komen met zoutzuur) door te kijken of er al dan niet schelpen aanwezig zijn in de steen.

Maar hoe komt het dan dat er schelpen zijn in de muren van het Parthenon in Athene? Omdat het Parthenon slechts gedeeltelijk uit marmer is gebouwd en de rest uit kalksteen bestaat!

Eigenlijk bestaat er grote verwarring tussen marmer en kalksteen: het probleem is dat, in de bouw, een gepolijste kalksteen af en toe "marmer" wordt genoemd!

Dus, de volgende keer dat u over een mooi gepolijste vloer van een inkomhal van een groot gebouw loopt ... kijk dan of u zeeschelpen ziet. Indien u er vindt, kijkt u naar kalksteen en niet naar marmer!

De International Polar Foundation

We hebben drie anderen websites voor u: PolarFoundation, SciencePoles, ExploraPoles