De Middellandse Zee verdampte bijna volledig tijdens de Messiniaanse Crisis

27-03-2022

Zes miljoen jaar geleden verdampte bijna al het water van de Middellandse Zee omdat die afgesloten raakte van de wereldoceaan. Op korte tijd daalde het zeeniveau tot alleen nog maar een paar broeierige lagunes overbleven, op een diepte van pakweg 1500 tot 3000 meter onder het algemene zeeniveau. Dit veroorzaakte een van de zwaarste ecologische crises ooit. Daarna openden zich grote natuurlijke sluizen in de Straat van Gibraltar, en via een mega-overstroming vulde het bekken zich opnieuw met zeewater. De Bijbelse zondvloed valt erbij in het niet. Maar dit gebeurde allemaal lang voor de moderne mens dit kon aanschouwen. In dit artikel leggen we uit waarom de Middellandse Zee, eigenlijk een stervende oceaan, zo plotseling opdroogde en welke bewijzen ze achterliet in de omliggende regio's.

Auteur: Kathelijne Bonne.

Cabo de Gata aan de Middellandse Zee (K.Bonne)
Cabo de Gata aan de Middellandse Zee (K.Bonne)

Als je vanop een met terracottasteentjes betegeld terrasje en met een glaasje wijn naar het glinsterende oppervlak van de Middellandse Zee tuurt, is het verleidelijk te denken dat de goden het zo sinds het begin der tijden bedoeld hebben. Witgepleisterde, met bougainville overgroeide huisjes liggen verspreid in het landschap. Hier en daar ligt een amfoor. Fichi d'India klampen zich vast tussen de rotsen. Hier, aan de Middellandse Zee, werd genieten tot een kunst verheven. En genieten beoefent men hier al duizenden jaren. Maar was de Middellandse Zee altijd zo mooi, rijk, lieflijk en gul? De hemel op aarde? Nee, in de natuur is alles van voorbijgaande aard. Ook de Grieken wisten dit. Panta rhei. Alles stroomt. De hemel was ooit de Hades.

Dikke zoutlagen

De gebeurtenis waarbij de zee opdroogde wordt door geologen de Messiaanse Crisis of Messiaanse Saliniteitscrisis genoemd, letterlijk en figuurlijk een dieptepunt in de geologische geschiedenis van de Middellandse Zee. De naam verwijst naar de tijdsnede waarin dit plaatsvond, het Messiniaan, naar de stad Messina in Sicilië waar sedimentlagen uit die tijd eerst beschreven zijn. Door de ontdekking van afzettingen van haliet (steenzout/keukenzout), gips en kalk (ook zouten) in Spanje, Italië, Griekenland tot in Israel en Noord-Afrika, ging men vermoeden dat er een fase van intense verdamping was geweest. (Opgelost zout in water slaat neer als de zoutconcentratie een kritisch punt bereikt, dat gebeurt als water verdampt.) De lagen die zich dan afzetten noemt men evaporieten. Boringen van het ambitieuze Deep Sea Drilling Project in de jaren 60 bevestigden dat de evaporieten onder de zeebodem doorliepen, en daar soms meer dan drie kilometer dik waren. Op basis daarvan werd voor het eerst geopperd dat heel de Middellandse Zee bijna volledig was opgedroogd. De Messiniaanse Crisis is sindsdien uitvoerig bestudeerd en de verschillende scenario's en vele onopgeloste details zijn vandaag de dag nog steeds 'hete' onderwerpen in onderzoekspapers.

Gipsgesteente, Sorbas Basin, Spanje (Jsanchezes/Wikipedia).
Gipsgesteente, Sorbas Basin, Spanje (Jsanchezes/Wikipedia).
Zoutafzettingen in een mijn in Sicilië.
Zoutafzettingen in een mijn in Sicilië.

Diepe canyons

Op het land zag men ook dat rivieren zich onverklaarbaar diep hadden ingesneden, tot ver beneden het huidige zeeniveau. Dit deed vermoeden dat er ooit grote canyons (nu opgevuld met sediment) het landschap doorsneden en waardoor grote rivieren naar diepgelegen depressies stroomden, zoals aangetoond voor de Rhône, de Po en de Nijl. De Nijlvallei was een 1000 kilometer lange, diepe canyon tot aan Aswan, en toen het zeewater terug steeg, was de Nijl een brede ria. 

De wereld van het Messiniaan: was de mens er al?

Het Messiniaan is de laatste tijdsnede van het tijdvak van het Mioceen. Ter oriëntatie, het Mioceen duurde van 23 tot 5 miljoen jaar geleden, en het Messiniaan neemt de twee laatste miljoen jaar in beslag. Dat is redelijk recent ten opzichte van de totale geschiedenis van de Aarde. Tijdens het Mioceen werd het klimaat langzaamaan frisser en droger, en stevende af op de IJstijden die later zouden volgen. De fauna en flora leken redelijk op die van vandaag. De dinosauriërs waren al lang van de kaart geveegd en zoogdieren hadden hun plaats ingenomen als de belangrijkste grote dieren. 

Verschillende soorten mensachtigen (geslacht Homo) liepen in de Messiniaanse wereld rond, en hun voorouders hadden zich nog maar net afgesplitst van de voorouders van de chimpansees (geslacht Pan), waar we het dichts mee verwant zijn. De mensachtigen bewoonden toen vooral Oost-Afrika, ze waren dus geen rechtreekse getuige van de stuiptrekkende Middellandse Zee. Maar ze ondervonden misschien wel veranderingen in klimaat en flora en fauna. 

Tijdens het Mioceen schoof Afrika, gestuwd door de platentektoniek, steeds dichter naar het Euraziatische continent. Er was wel nog een grote zee tussen beide continenten, de Tethys. De Tethyszee was de voorloper van de Middellandse Zee en was verbonden via brede zeestraten met de Atlantische en de Indische Oceaan. Maar naarmate Afrika naar het noorden oprukte, versmalden de zeestraten. Een botsing tussen Afrika en Eurazië was op til.

Afgesloten van de wereldoceaan

De continenten botsten 15 miljoen jaar geleden, en er vormde zich een landbrug in het oosten (het Arabisch schiereiland, verbonden met Azië), die de verbinding met de Indische Oceaan afsloot. In het westen botste Afrika met Iberia en er rezen gebergteketens op. De Betische Cordillera in Zuid-Spanje was via een grote boog verbonden met het Rifgebergte in Marokko. Tussen die gebergten ligt nu de Straat van Gibraltar, maar die was er toen nog niet. Er waren wel een paar zeeverbindingen met de Atlantische oceaan via het binnenland van Marokko en van Spanje. Maar door de werking van de platentektoniek sloten deze twee zee-engten zich ook. De zee was 5,97 miljoen jaar geleden volledig omringd door land.

Het grote indampingsbekken

Het water verdampte en werd niet meer op efficiënte wijze bijgevuld door water van de Atlantische Oceaan. Het zeeniveau daalde en het zoutgehalte steeg. Dikke lagen zout zetten zich af op de opdrogende hellingen, en daarna ook in de diepste delen. 5 tot 6% van al het zeezout ter wereld ligt opgeslagen in die lagen. Op het dieptepunt van de crisis was het waterniveau zo laag dat de waterbekkens zich hadden gereduceerd tot een paar grote, hypersaliene lagunes. Men schat dat de zomertemperatuur in de laagstgelegen delen soms 80° Celsius bereikte. Alleen extremofiele bacteriën overleefden. 

Maar het was er waarschijnlijk niet continu verschrikkelijk heet en onherbergzaam, het klimaat zal van streek tot streek wel wat gevarieerd hebben. Hetere en koelere episodes wisselden elkaar af. Want de gesteenten tonen een opeenvolging van zeer zoute en minder zoute lagen. Soms stroomde er wat water binnen, via de omliggende riviernetwerken, via een tijdelijke opening naar de oceaan, of door regen. 

Naar het einde van de crisis toe, werd het water ineens veel minder zout, het werd brak tot zoet, door instromende rivieren en regen, het niveau begon ook te stijgen. Deze laatste fase noemt men de Lago-Mare, letterlijk de meer-zee. Verschillende (zoet)waterdieren konden nu overleven, zoals mollusken en vissen. Men denkt dat deze Lago-Mare verbonden was met de Paratethys, een enorm waterbekken in de streek van de Zwarte Zee.

Thermohaliene circulatie

Omdat er zoveel zout in de Middellandse Zee was afgezet in sedimentlagen en dus niet meer in de wereldzee circuleerde, was de zoutconcentratie in de wereldoceaan gedaald. En dat beïnvloedde de thermohaliene circulatie (thermo verwijst naar temperatuur, halien, naar zout), dat is het grote systeem dat alle watermassa's in zee in beweging houdt door verschillen in temperatuur en zoutgehalte. Door het herverdelen van watermassa's over de wereldbol zorgt de thermohaliene circulatie ervoor dat het klimaat op aarde min of meer overal mild is. En als zeewater minder zout bevat, bevriest het bovendien bij een hogere temperatuur (sneller dus). De Messiniaanse Crisis kan daarom de aanvang van de IJstijden bespoedigd hebben. En omdat al het water van de Middellandse Zee verdampt was, regende het elders meer. Het algemene zeeniveau steeg met 10 meter en kustgebieden werden overspoeld.

Geografie en dieren tijdens het Messiniaan (Pahaubi/Wikipedia).
Geografie en dieren tijdens het Messiniaan (Pahaubi/Wikipedia).

Nijlpaarden enzo

De hoge zoutconcentratie in het water en de droogte op het land werd vele dieren, planten en micro-organismen fataal. Maar voor sommige landdieren was dit een kans om eens iets nieuws te proberen. Ze wandelden het droogliggende bekken in en er terug uit aan de andere kant. Zo trad er diversificatie en uitwisseling op tussen Euraziatische en Afrikaanse soorten die daarvoor door een zee van elkaar gescheiden waren. Nijlpaarden, antilopen, kamelen, knaagdieren en nog anderen, migreerden via de droge zeebedding. Sommige dieren koloniseerden de eilanden (Kreta, Malta, enz.) die toen als bergen uit de vlakte oprezen. Toen de Middellandse Zee zich weer vulde, bleven de kolonies achter op deze eilanden, waar ze hun eigen evolutie startten, en later uitstierven.

De Zancleaanse megavloed: einde van de crisis

Maar aan alle extreme gebeurtenissen komt uiteindelijk een einde. Steile rivieren sneden zich in aan de randen van het bekken, waardoor deze afkalfden en terugschreden. Een rivier bij Gibraltar sneed zich zo ver in, dat door afkalven de waterscheidingskam opschoof naar het westen. Op een bepaald moment stroomde de Atlantische Oceaan over de rand. Eerst gebeurde dat geleidelijk via de riviervallei, maar die werd door de enorme watermassa's al snel uitgesleten tot een geweldige wildwaterbaan. En zo begon de Zancleaanse Megavloed, 5,33 miljoen jaar geleden, na 600.000 jaar droogte. Deze gebeurtenis markeert het einde van het Messiniaan en het begin van het Zancleaan (naar Zancle, Grieks voor, weerom, de stad Messina. Meteen ook de eerste tijdsnede van het Plioceen).

Interpretatie van de Zancleaanse vloed door de Straat van Gibraltar (Paubahi/Wikipedia).
Interpretatie van de Zancleaanse vloed door de Straat van Gibraltar (Paubahi/Wikipedia).
Hoogtemodel met stroomversnellingen in de Straat van Gibraltar (vooraan links) en bij Sicilië (midden, rechts). (R. Pibernat/Wikipedia)
Hoogtemodel met stroomversnellingen in de Straat van Gibraltar (vooraan links) en bij Sicilië (midden, rechts). (R. Pibernat/Wikipedia)

Berekeningen suggereren een maximaal debiet duizend keer zo groot als dat van de Amazone, en dat het water aan 300 kilometer per uur stroomde. En het zeeniveau steeg met wel 10 meter per dag! Eerst vulde zich de westelijke Middellandse Zee, die daarna overstroomde via een canyon naar het oostelijke deel. Ook daar raasde het water naar beneden in een stroomversnelling van jewelste. Sedimentafzettingen die op chaotische wijze 'gedumpt' zijn in de buurt van Sicilië, getuigen van dit spektakel. Men is er nog niet uit hoe snel de Middellandse Zee weer vol was, maar het zou een jaar of tien geduurd hebben. En met de stroming, zwom en dreef ook Atlantische fauna en flora mee, om de zee te herbevolken. Onder hen waren dolfijn- en zeehondachtigen.

De Zuilen van Hercules

De mythische Zuilen van Hercules staan aan weerszijden van de Straat van Gibraltar (met de rots van Gibraltar aan de ene kant en Monte Hacho of Jebel Musa aan de andere kant). In de Oudheid was dit de poort naar de onbekende wereld voorbij de toen bekende wereld. De zuilen staan warempel afgebeeld op de Spaanse vlag. Toevallig of niet vernoemt Plinius de Oudere in zijn Historia Naturalis (77 AD) de mythe waarin Hercules op die plaats het Atlasgebergte doorklieft en zo een nauwe doorgang creëert. Zouden de Griekse goden geweten hebben dat Moeder Natuur nog veel woester te keer kon gaan?

Straat van Gibraltar. Middellandse Zee links, Atlantische Oceaan rechts (Vertounoir/Wikipedia).
Straat van Gibraltar. Middellandse Zee links, Atlantische Oceaan rechts (Vertounoir/Wikipedia).

De toekomst van de Middellandse Zee

Omdat Afrika nog steeds tegen Eurazië duwt, is het zeer aannemelijk dat de Straat van Gibraltar zich opnieuw zal sluiten, misschien meerdere keren. Het is eigenlijk griezelig te zien op een kaart hoe smal die zeestraat is. Bij sluiting zal de zee weer verdampen tenzij er een andere toevoer van water is. Het water verdampt nu ook, door al dat goede weer, en daarom zijn stromingen bij Gibraltar bijzonder sterk, wat de oversteek van migranten in bootjes des te gevaarlijker maakt. En ooit zal de sluiting definitief zijn, in een zeer verre toekomst, binnen enkele tot tientallen miljoenen jaren. Er zal zich dan een grote bergketen verheffen waar nu de Middellandse Zee is, en het zeeleven dat nu leeft, en de bouwwerken van de mens, zullen dan tot een fossielenlaag samengeperst worden. Als je dit een belabberd toekomstbeeld vindt, denk dan dat zich elders in de wereld nieuwe zeeën en stranden - en werelden en mogelijkheden - zullen aandienen. Als de mensheid ervoor kiest te blijven bestaan en te blijven genieten, kunnen toekomstige beschavingen weer opbloeien op andere mooie plekken op aarde.

------

Bronnen

Krijgsman et al., 2018, The Gibraltar Corridor: Watergate of the Messinian Salinity Crisis, Marine Geology, 403, 238-246.

Roveri, M., et al., 2014, The Messinian Salinity Crisis: Past and future of a great challenge for marine sciences, Marine Geology, https://dx.doi.org/10.1016/j.margeo.2014.02.002

Mascle G & Mascle J, 2019, The Messinian salinity legacy: 50 years later, Mediterranean Geoscience Reviews, https://doi.org/10.1007/s42990-019-0002-5

Garcia-Castellanos et al., 2020, The Zanclean megaflood of the Mediterranean - Searching for independent evidence, Earth-Science Reviews, Vol 201, February 2020, 103061

G. Carnevale, W. Landini and G. Sarti, 2006, Mare versus Lago-mare: marine fishes and the Mediterranean environment at the end of the Messinian Salinity Crisis, Journal of the Geological Society, 163, 75-80.

Jordi Agustí and Mauricio Antón, 2002, Mammoths, Sabertooths, and Hominids: 65 Million Years of Mammalian Evolution in Europe, Columbia University Press, 328 pp, ISBN 0-231-11640-3.

Foto in titel en eerste foto: Cabo de Gata, Spanje, door Kathelijne Bonne. 

trefwoorden: messiniaanse crisis, messiniaanse zoutcrisis, zanclean flood, zanclean megaflood, zancleaanse megavloed, zancleaan, zuilen van hercules, straat van gibraltar, geologie van de middellandse zee, geologische geschiedenis van de middellandse zee