Landbruggen in het Midden-Oosten: Rode Zee, Tethys en voorouders van de mens

15-04-2024

Hoe een nieuwe jonge oceaan, de Rode Zee, ontstond tijdens de laatste stuiptrekkingen van een oude oceaan, de Tethys; en wat dat inhield voor migrerende soorten waaronder verre voorouders van de mens en onze naaste verwanten. Nergens anders dan in het Midden-Oosten was de geografie zo bepalend voor de manier waarop we mens werden. Een helderder beeld van die historie kristalliseert langzaamaan, maar een paar stukjes van de puzzel liggen nog te wachten om gevonden te worden, ergens tussen land en zee aan oosterse kusten.

Door Kathelijne Bonne. 

Afrika en wat nu het Arabische Schiereiland is, was vroeger één doorlopende landmassa, één groot eiland-continent, dat bevolkt werd door een veelheid aan primaten, waaronder de verre voorouders van de mens. Dit oude "Groot-Afrika" was gescheiden van Eurazië door de Tethysoceaan, die onoverbrugbaar was voor landleven. Maar door de platentektoniek dreef Afrika naar het noorden en naderde Eurazië. De Tethys werd smaller, en uiteindelijk kwam een landbrug tot stand ter hoogte van het huidige Syrië. Intussen wierp zich een nieuwe belemmering op voor migratie: De Rode Zee en Golf van Aden openden zich zodat het Arabisch Schiereiland en haar bewoners geïsoleerd raakten van Afrika. 

Arabisch Schiereiland (SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE)
Arabisch Schiereiland (SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE)
Groot-Afrika, Eurazië, Tethys Oceaan (meer dan 30 miljoen jaar geleden).
Groot-Afrika, Eurazië, Tethys Oceaan (meer dan 30 miljoen jaar geleden).

Woelig tij

Het oprijzen en neerdalen van cruciale landbruggen en zeestraten zijn onderhevig aan het woelige tij van de interacties tussen de platentektoniek, klimaat en schommelingen van de zeespiegel, die zich bovendien ook uitspelen op sterk variërende tijdschalen. Maar de diersoorten, waaronder hominiden, die deze geografische hindernissen namen, merkten tijdens hun individuele levens helemaal niets van al deze planetaire grillen. Toch zijn hun omzwervingen en manier van leven en aanpassen er volledig door bepaald, via de ononderbroken keten van duizenden generaties. 

Hoe we vandaag zijn, is daar het resultaat van.  

Dr. Marc Verhaegen betoogt de Waterkanthypothese, die leidde tot onze meest bijzondere kenmerken.
Dr. Marc Verhaegen betoogt de Waterkanthypothese, die leidde tot onze meest bijzondere kenmerken.

Er zijn nog steeds lacunes in ons begrip over de evolutie van de mens, gezien door de lens van de platentektoniek. Fossiel bewijs is fragmentarisch, en we bevinden ons op het snijvlak tussen verschillende disciplines - een al even woelig getijdengebied, een niemandsland.

Ik kreeg de kans een paar schakeltjes toe te voegen aan het onderzoek naar de omgevingen en continenten waardoor menselijke voorouders trokken. Of misschien dwaal ik gewoon graag rond in dat nog wilde getijdengebied tussen de disciplines.

Wat de reden ook is, hieronder volgt een korte geschiedenis van de migratiecorridors en zeestraten tussen Afrika en Eurazië die bepalend waren voor migratie, om latere ideeën en interpretaties beter te kunnen omkaderen. 

We gaan van dertig tot vijf miljoen jaar geleden (30-5 Ma), van het Oligoceen tot de start van het Plioceen. 

30 Ma: Afar-pluim, Rode Zee en Golf van Aden

Aan het begin van het Oligoceen lagen Afrika en Arabië nog tegen elkaar. Daar kwam dertig miljoen jaar geleden verandering in, toen een mantelpluim opwelde uit de aardmantel, op de plaats waar nu de Afar-driehoek is. De Afar-pluim deed het land opbollen, enorme volumes lava vloeiden uit en stapelden zich op in dikke lagen. Het hoge reliëf met basalt-trappen is vandaag de dag nog te zien in Ethiopië. 

Afar drieplatenpunt (Afar triangle), met als drie takken: Golf van Aden, Rode Zee en het Ethiopisch rift.
Afar drieplatenpunt (Afar triangle), met als drie takken: Golf van Aden, Rode Zee en het Ethiopisch rift.
Tijdvakken: Oligoceen, Neogeen, Kwartair. Ma = miljoen jaar. (International Chronostratigraphic Chart, 2022)
Tijdvakken: Oligoceen, Neogeen, Kwartair. Ma = miljoen jaar. (International Chronostratigraphic Chart, 2022)

Vanuit de Afar ontstonden grote slenken in drie richtingen, een zogenaamd drieplatenpunt vormend. De drie takken zijn nu te herkennen als: (1) de Golf van Aden, (2) de Rode Zee + Golf van Suez, en (3) het Ethiopische rift. Al deze slenken of riftvalleien zijn via Ethiopië verbonden met de Grote Slenk van Oost-Afrika die helemaal doorloopt tot aan de Victoriawatervallen.

De Golf van Aden ontstond eerst, kort na de uitbarsting van de Afar-pluim. Deze riftvallei werd breder en zakte tot onder de zeespiegel, zo werd het een inham van de Tethys.

Rond 24 Ma (Chattian, einde Oligoceen) ontstond de tweede tak: de Golf van Suez en de Rode Zee die als een lange riftvallei in elkaars verlengde liggen. Deze slenk werd vanuit het westen overspoeld door de Tethys (nu Middellandse Zee). 

30 Ma-24 Ma: Afar vulkanisme (30 Ma) en vorming van de Golf van Aden en Rode Zee/Golf van Suez. De  Mesopotamische zeestraat wordt steeds smaller.
30 Ma-24 Ma: Afar vulkanisme (30 Ma) en vorming van de Golf van Aden en Rode Zee/Golf van Suez. De Mesopotamische zeestraat wordt steeds smaller.

Bab-El-Mandeb istmus

De Rode Zee en de Golf van Aden stonden toen nog niet met elkaar in verbinding. Er lag nog land tussenbeide, de Bab-el-Mandeb istmus, op de plaats waar het Afar-vulkanisme had plaatsgevonden. Miljoenen jaren later werd dit een zeestraat. Vandaag de dag is de Straat van Bab-El-Mandeb, "poort van verdriet", een van de belangrijkste en beruchtste mariene passages in de wereld. Helaas is de regio niet alleen berucht om zijn verraderlijke stromingen ...

In dit "Groot-Afrika", toen nog vrij ver van Eurazië, leefden verschillende soorten apen, waarvan het taxon van de mensapen zich ~25 Ma geleden had afgesplitst. Een ander taxon, de "apen van de nieuwe wereld" waren reeds lang daarvoor (Eoceen) uitgeweken naar Zuid-Amerika, over zee (!), per natuurlijk vlot: een afgebroken stuk mangrove of vegetatie-eiland. 

24 tot 15 Ma: De Mesopotamische zeestraat

Intussen kwam Afrika steeds dichter bij Eurazië, en het nauw tussen beide continenten, de Mesopotamische zeestraat, werd steeds smaller. Dit laatste stukje Tethys was zo'n 500 km breed, maar smaller en ondiep op bepaalde plaatsen. De zeestraat verzandde geleidelijk aan, omdat ze gevuld werd door sediment uit de oprijzende Zagros-bergen in het noorden. Rond 20 Ma was de doorstroming en vermenging van wateren van de Indische Oceaan en de Middellandse Zee al sterk verminderd. 

Vroege mensapen van Groot-Afrika staken deze zeestraat over, misschien al vóór er een echte landbrug was. Het oudst bekende mensaapfossiel buiten Afrika, een Griphopithecus, heeft een ouderdom van 17 of 16 Ma (Burdigalian, vroeg Mioceen, gevonden in Duitsland). 

Of zij per natuurlijk vlot of via eilanden, tijdelijke landbruggen of ondiepe zones zijn overgestoken weet men niet. We weten alleen dat ze Eurazië levend bereikten. Ze strandden aanvankelijk ergens in Zuid-Turkije of de Zagros, toen een langgerekt eiland of schiereiland. 

Bij deze vroege overstekers was een voorouder van de mens.

15 Ma: Nieuw-Gondwana, nieuwe spanningen

Op het einde van het Langiaan (Midden-Mioceen, 15 Ma) botst Afrika tegen Eurazië in een van de machtigste fases van gebergtevorming op onze planeet. Zo'n gebeuren strekt zich over duizenden jaren, maar toch moet er een goede dag geweest dat de stranden aan beide kanten van het nauw zich versmolten en een permanente landbrug ontstond. De Mesopotamische zeestraat had zich voorgoed gesloten. De vorming van de nieuwe landbrug is eigenlijk de eerste stap naar een nieuw supercontinent: Afreurazië. Of is Nieuw-Gondwana een betere naam?

De continentale botsing had nieuwe spanningen in de aardplaten gecreëerd, die bepalend waren voor de locatie van de landbrug. De grote transformbreuk die van de Golf van Aqaba via de Dode Zee en Libanon tot in Turkije loopt, werd actief. Dat ging gepaard met opheffing langsheen de breuklijn. Daarom is het aannemelijk dat de vroegste landbrug naar Eurazië langs deze transformbreuk lag, misschien ter hoogte van het beruchte Turkse drieplatenpunt (omgeving van Aleppo, Gaziantep). 

Door het sluiten van de Mesopotomische zeestraat splitste de Tethys zich in twee: de Middellandse Zee werd een bijna gesloten binnenzee en de Perzische Golf wordt een inham van de Indische Oceaan. Maar de sluiting had ook globale gevolgen. De circulatie in de oceanen veranderde drastisch, wat bijdroeg aan een vrij plotse wereldwijde klimaatafkoeling en het dichtvriezen van Antarctica.

De Mesopotamische corridor (landbrug) ontstaat door de botsing tussen Africa en Eurazië.
De Mesopotamische corridor (landbrug) ontstaat door de botsing tussen Africa en Eurazië.

De Mesopotamische landbrug en verspreiding van soorten

Het landleven migreerde sinds 15 Ma onbelemmerd over de nieuwe Mesopotamische corridor, dieren moeten niet meer eilandhoppen of in doodsangst op een vegetatie-eiland ronddobberen om hopelijk levend nabijgelegen kusten te bereiken. 

Voor mariene fauna gebeurt het omgekeerde. Populaties aan beide kanten worden van elkaar gescheiden. Hun nakomelingen zullen elkaar pas miljoenen jaren terug ontmoeten bij tijdelijke overstromingen, en nog veel later in het huidige tijdperk als het Kanaal van Suez wordt gegraven. Maar ze zullen onherkenbaar geëvolueerd zijn in nieuwe soorten.

Ook wezens die graag aan kusten en aan de waterkant leven, gingen uiteen en evolueerden onafhankelijk verder. Mogelijks leidde de sluiting van de Mesopotamische zeestraat tot het uiteengaan van vroege mensapen, die zich volgens de Waterkanthypothese ophielden bij kusten. Een groep mensapen migreerde via Aziatische kusten naar het oosten en een deel van hen werden de pongiden (o.a. orang-oetan). 

De hominiden waaronder menselijke voorouders, en de dryopitheken (een uitgestorven mensaap) trokken via Turkije en de Middellandse Zee naar Europa. 

14 tot 5 Ma: hyperzoute zeeën

De Rode Zee en de Golf van Suez (RZ/Suez) waren tot ongeveer 14-13 Ma (Midden-Mioceen) nog goed verbonden met de Middellandse Zee, maar die mariene doorgang begon te vernauwen. In Noord-Egypte verhief zich een andere, kleinere landbrug: de Sinaï-corridor. De RZ/Suez raakte afgesloten van de Middellandse Zee en werd een ingesloten bekken met zeer zout water. Dikke zoutlagen van haliet en anhydriet zetten zich af op de bodem. Deze toestand bleef miljoenen jaren duren maar werd wel af en toe onderbroken door instroom vanuit de Middellandse Zee, o.a. bij hoge zeespiegelstanden of door het tijdelijke dalen van de Sinaï corridor.

Van het Midden tot Laat Mioceen (~14 Ma tot 6 Ma) raakt de Rode Zee afgesloten van de naburige zeeën, door opheffing van de Sinaï corridor.
Van het Midden tot Laat Mioceen (~14 Ma tot 6 Ma) raakt de Rode Zee afgesloten van de naburige zeeën, door opheffing van de Sinaï corridor.

Aan het einde van het Mioceen verdampte de Middellandse Zee bijna volledig omdat de enige verbinding (Gibraltar) met de wereldoceaan was afgesloten. De Messiniaanse zoutcrisis was aangebroken. De aangrenzende Rode Zee, die geen andere oceaanverbinding had, ontving geen 'vers' water meer en werd ook een zeer zout indampingsbekken.

Tijdens de Messiniaanse zoutcrisis stonden de Middellandse Zee en de Rode Zee droog (van 6 tot 5,3 Ma).
Tijdens de Messiniaanse zoutcrisis stonden de Middellandse Zee en de Rode Zee droog (van 6 tot 5,3 Ma).

5 Ma: Natuurlijke sluizen: Gibraltar, Sinaï, Bab-el-Mandeb

Pas rond 5,3 Ma kwam er vrij plots een einde aan de droge, zoute periode. Natuurlijke sluizen openden bij Gibraltar, en de Zancleaanse mega-vloed vulde de Middellandse Zee, dat terug tot globaal zeeniveau rees. Mediterraan water stroomde over de Sinaï-corridor (tweede sluis), zodat ook in de Rode Zee weer een open-zee omgeving ontstond.  

Verder naar het oosten werd rond 5 Ma (vroeg Plioceen) nog een derde natuurlijke sluis opgezet. Door het verder uiteengaan van de Arabische en Afrikaanse aardplaten was de Bab-el-Mandeb istmus gedaald tot onder het globaal zeeniveau. Wateren van de Indische Oceaan en Middellandse Zee vermengden zich en er kwam een hernieuwde circulatie tot stand. 

Het Arabisch Schiereiland was eindelijk, althans voor een tijd, volledig gescheiden van Afrika door de zeeën, die met elkaar in verbinding stonden via nauwe zeestraten: de Straat van Gibraltar, Sinaï, en de Straat van Bab-el-mandeb. 

Afrika raakt volledig geïsoleerd van Eurazië en Arabië door de Zancleaanse vloed (5,3 Ma) en de opening van de Bab-El-Mandeb Straat (5 Ma).
Afrika raakt volledig geïsoleerd van Eurazië en Arabië door de Zancleaanse vloed (5,3 Ma) en de opening van de Bab-El-Mandeb Straat (5 Ma).

Homo/Pan splitsing aan de Rode Zee

Tussen al deze bewegende zeeën en landbruggen is er een belangrijke opsplitsing gebeurd in de stamboom van de hominiden, namelijk die tussen de voorouders van de mens (geslacht Homo) en van de chimpansee (geslacht Pan). Hoewel dit een van vele splitsingen was, is ze voor ons als mens cruciaal omdat de chimp onze nauwste nog levende verwant is. Alle latere aftakkingen zijn uitgestorven. 

Hoe en waar de Homo/Pan splitsing precies plaatsvond was lange tijd een mysterie. Maar een helderder beeld begint te kristalliseren dankzij een groep onderzoekers waaronder de voorstanders van de Waterkanthypothese

Een plausibele hypothese voor de Homo/Pan splitsing stelt dat een groepje gemeenschappelijke voorouders op het Arabisch Schiereiland van hun soortgenoten geïsoleerd raakte door het verdwijnen van de bovengenoemde landbruggen. De chimp-voorouders waren aan de Afrikaanse kant beland, terwijl menselijke voorouders in Arabië zich niet meer bij hen konden voegen. Hier begint het verhaal van ons menselijk geslacht, waarvan de moderne mens de enige nog levende soort is.  

De individuele details van deze cruciale scheiding zullen we echter nooit achterhalen. We kunnen ons alleen maar inbeelden hoe het gegaan is. Welk groepje bleef achter, wie trok eropuit, misschien om een eindje verderop te fourageren, om de anderen nooit meer terug te zien?

Keken ze nog eens over hun schouder, als groet een kreet slakend, niet wetende dat het de laatste was? 

In mijn verbeelding is het antwoord daarop: ja, ze namen op hun manier afscheid.

-----

Miljoenen jaren later keken mens en chimpansee elkaar opnieuw in de ogen. Dat gebeurde op een acuut bewuste manier toen een wilde baby-chimpansee in het huidige Tanzania zijn kleine hand uitstak naar de uitgestrekte hand van een ietwat raar uitziende blonde apin, genaamd Jane. Zij voelde toen, hoe die onoverbrugbare biologische barrière die over ontelbare generaties was ontstaan, afbrokkelde. Maar dat is een ander verhaal

Jane & Flint (Kathelijne Bonne, 2020)
Jane & Flint (Kathelijne Bonne, 2020)

-----

Vul wat je nu gelezen hebt aan met de Waterkanthypothese, over hoe en waarom sommige mensapen rechtop gingen lopen en grotere hersenen kregen. Ook de artikels over de Grote Slenk van Oost-Afrika en de Middellandse Zee geven een beter idee van het Miocene tijdperk waarin mensen ontstonden. 'Afrika, de reis van een oeroud continent' gaat over de nog vroegere geschiedenis van Afrika en supercontinent Gondwana. Magmapluimen zoals die in de Afar (soms 'super-plumes' genaamd) komen om de tientallen miljoenen jaren voor en leiden tot het opbreken en uiteendrijven van continenten, zie Zambezi Rivier en de Victoria Falls). Ze kunnen ook het klimaat beïnvloeden, zoals de Siberische Trappen die leidden tot het Grote Sterven. We weten vandaag dat antropogene klimaatverandering veel sneller gaat dan die veroorzaakt door mantelpluimen. Wat zegt het over het brein van 'Homo sapiens' dat we niet snel genoeg in actie treden? 

Kathelijne: Ik ben geboeid door hoe aarde, oceaan, lucht en leven op elkaar inwerken op geologische en menselijke tijdschalen.

Waarom ik met GondwanaTalks begon.

Goede boeken: 

Recente artikels:

Vind je dit goed leesvoer? Schrijf je in voor een korte nieuwsbrief bij elk nieuw artikel (om de zoveel weken, vrij van zware bestanden en irritante gifs) 

Bronnen

Mansfield F & Vaneechoutte M, 2024, Current evidence indicates a Eurasian origin for the Last Common Ancestor of African apes and humans, and supports a new hypothesis suggesting that the Zanclean Megaflood (5.3 Ma) may have played a role in the ultimate divergence of Pan and Homo. Ideas in Ecology and Evolution 17: 1–21, 2024, doi:10.24908/iee.2024.17.1.n

Bonne, K., 2024, independent research aiding the question on how human ancestors got isolated on the Arabian peninsula (building on research from the other cited authors), focussing on the geodynamics of the Bab-el-Mandeb Strait and the tectonically induced marine and terrestrial connections. 

Verhaegen, M, 2022, De evolutie van de mens: waarom wij rechtop lopen en kunnen spreken, Eburon, 326 p. (Book: Human evolution, on why we walk upright and are able to speak). 

Gilbert, C.C., Pugh, K.D., Fleagle, J.G. (2020). Dispersal of Miocene Hominoids (and Pliopithecoids) from Africa to Eurasia in Light of Changing Tectonics and Climate. In: Prasad, G.V., Patnaik, R. (eds) Biological Consequences of Plate Tectonics. Vertebrate Paleobiology and Paleoanthropology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-49753-8_17

Fuss J, Spassov N, Begun DR, Böhme M., (2017), Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. PLoS One. 12(5):e0177127. Published 2017 May 22. doi:10.1371/journal.pone.0177127

Bialik, O.M., Frank, M., Betzler, C. et al. (2019) Two-step closure of the Miocene Indian Ocean Gateway to the Mediterranean. Sci Rep 9, 8842 . https://doi.org/10.1038/s41598-019-45308-7

Popov S. et al. (2006) "Late Miocene to Pliocene palaeogeography of the Paratethys and its relation to the Mediterranean." Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 238 (2006): 91-106.

Segev A et al. (2017) Late Oligocene and Miocene different seaways to the Red Sea–Gulf of Suez rift and the Gulf of Aqaba–Dead Sea basins. Earth-Science Reviews 171: 196-219.

enkele trefwoorden: Rode Zee, Golf van Suez, Suez kanaal, Mesopotamische zeestraat, golf van aden, afar driehoek, evolutie van de mens, waterkanthypothese, out of africa hypothese, migratie mens, voorouder van de mens, homo/pan split, chimpansee split, bab el mandeb

Beelden

Schematic maps: @Kathelijne Bonne 2024.

Sea in title: Photo by Travis Rupert on Pexels: https://www.pexels.com/photo/scenic-view-of-ocean-during-sunset-1032650/ 

Arabian peninsula satellite: SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE - https://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=898, public domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3325274

Cohen, K.M., Finney, S.C., Gibbard, P.L. & Fan, J.-X. (2013; updated) The ICS International Chronostratigraphic Chart. Episodes 36: 199-204. https://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2022-02.pdf