Inleiding
De stuwwal tussen Nijmegen, Kleve en Mook in het Nederlands-Duitse grensgebied is ontstaan in de voorlaatste ijstijd, het Saalien, zo’n 160.000 jaar geleden. Enorme landgletjers die in Scandinavië kilometers dik waren reikten tot in onze omgeving.
Twee gletsjertongen die hier nog enkele honderden meters dik moeten zijn geweest, stuwden de uit riviersedimenten bestaande bevroren bodem op tot het heuvellandschap zoals we dat nu kennen. Na het terugtrekken van de gletsjers bleef een heuvellandschap achter met heuvels van ruim honderd meter hoogte waarin door het smeltwater van de gletsjers diepe dalen werden uitgesleten in de bevroren ondergrond.
Hierna wordt ingegaan op wat er voorafging aan het ontstaan van de stuwwal, hoe ze tot stand is gekomen en hoe ze haar uiteindelijke vorm kreeg.
In deze geologische uitleg zijn tussen haakjes de nummers van de wandelingen vermeld waar de besproken verschijnselen te zien zijn.
De aarde is als planeet ongeveer 4,6 miljard jaar geleden samen met de zon en de andere planeten in ons zonnestelsel uit een exploderende ster ontstaan.
De eerste paar miljard jaar had onze aarde een zeer turbulente geschiedenis. De aarde was als geheel vloeibaar en kon zo door de zwaartekracht een nagenoeg perfecte bolvorm krijgen. Ook de bolvorm van bijvoorbeeld de maan is een bewijs voor zijn vloeibare bestaan voordat de massa stolde.
Het Krijt tijdperk (tabel 1) duurde van 145 miljoen jaar tot 66 miljoen jaar geleden en maakte onderdeel uit van een paar honderd miljoen jaar durende periode (Mesozoicum) waarin de aarde een tropisch tot subtropisch klimaat had en ijs gedurende deze lange tijd een onbekend verschijnsel op aarde was, zelfs de beide polen lagen er gematigd bij.
Dit tijdperk duurde van 66 miljoen jaar tot 2.5 miljoen jaar geleden. Toen door continentale drift het continent Antarctica vrij kwam te liggen was het echt afgelopen met die mondiale hogere temperaturen. Er kwam rond Antarctica een circumpolaire zee- en windstroming op gang (westenwinden), niet meer geremd door die continentale dwarsliggers. De noord naar zuid warmteuitwisselingen tussen evenaar en Antarctica werd afgeremd. Antarctica was de eerste pool die ging afkoelen maar van ijs was nog geen sprake. De circumpolaire zee- en windstromingen kregen Antarctica gedurende het Tertiair steeds meer in hun greep, iedere vorm van warmte-uitwisseling met equatoriale gebieden werd afgeknepen en ijs begon zich op Antarctica te vormen. Aanvankelijk dikke sneeuwpakketten en door opstapeling en toenemende druk vormden zich ijslagen. Al dat ijs kaatste ook nog eens meer zonlicht terug wat bijdroeg aan de temperatuurdaling van dit continent. Op de Noordpool was voorlopig nog geen ijs te bekennen omdat circumpolaire stromingen door de vele landmassa's op het noordelijk halfrond zich niet konden ontwikkelen. Tot op de dag van vandaag vindt er, in tegenstelling met het zuidelijk halfrond, op het noordelijk halfrond veel meer en verder warmte-uitwisseling met equatoriale gebieden plaats, denk b.v. aan de Golfstroom. Echter, afkoelend Antarctica deed zijn invloed over de gehele wereld gelden en de temperatuur ging mondiaal dalen, een ongekend fenomeen in de voorgaande geologische tijdvakken van Jura, Krijt en ver daarvoor met een tijdspanne van wel een ¼ miljard jaar.
Dit ijstijdperk begon 2.5 miljoen jaar geleden en ondanks dat het laatste ijs 11.000 jaar geleden uit o.a. Europa verdween, is dit ijstijdperk nog lang niet afgelopen.
Het relatief warmer Tertiair kwam 2.5 miljoen jaar geleden ten einde door een verscherpte temperatuurdaling. Er brak wereldwijd een tijdperk aan met een serie heftige temperatuurschommelingen waarin zeer koude perioden (glacialen) afgewisseld werden met warmer perioden (interglacialen). Tijdens de glacialen hoopte zich ijs op in de gebergten op aarde o.a. in de Alpen, de hoger gelegen gebergten rond de Noordpool en het ijs op Antarctica en Groenland nam verder in volume toe.
We slaan de vele temperatuurschommelingen met hun koudedieptepunten en glacialen in de eerste paar miljoen jaar van het Pleistoceen over en gaan door naar de zwaarste temperatuurdaling die verantwoordelijk is voor de nooit eerder vertoonde komst van het landijs in onze regio.
Na het Saalien volgde een warmer oceanisch interglaciaal, een bijna subtropische periode, die `Eemien’ wordt genoemd en die duurde van ongeveer 126.000 tot 116.000 jaar geleden. Het Eemien ontleent zijn naam aan het Nederlandse riviertje de Eem, waar net als bij de Saale de fossiele inhoud van o.a. riviersedimenten wees in de richting van een warme periode. Door de hogere temperaturen smolt het landijs en steeg de zeespiegel weer tot ongeveer 6 meter boven het huidige niveau. Door bodemdaling van het Noordzeebekken liggen ondanks de lagere huidige zeespiegelstand de hoogste Eemien zeesedimenten nu ongeveer 10 meter onder N.A.P.
De temperatuur begon opnieuw te dalen en het volgende glaciaal, Weichselien genaamd, brak aan. Dit glaciaal duurde van 116.000 tot ongeveer 11.000 jaar geleden. De naam Weichselien komt van de Poolse rivier de Wisla (in het Duits Weichsel), die stroomt door Krakau en Warschau, en waar net als langs de rivier de Saale en Eem het riviersediment met zijn fossieleninhoud wees op zeer koude omstandigheden tijdens de vorming, echter wel in een andere koude periode van het Pleistoceen.
Het Holoceen is het huidige warmer interglaciaal en begon 11.000 jaar geleden. In het Laat Weichselien smolten de ijskappen op Scandinavië en Noord-Amerika zeer snel af. Hierdoor steeg de zeespiegel met 110 meter tot het huidige niveau met gemiddeld een meter per eeuw.
Stuwwallen behoren tot de geologisch meest interessante gebieden in Noordwest-Europa en zijn sterke getuigen van het ijsgeweld in glaciale tijden. Hun vorm en samenstelling zegt veel over het ontstaan van het landschap en ze vormen met hun heuvels, dalen en vergezichten een boeiend wandelgebied.
Gedurende de beide ijstijden was de bodem permanent bevroren, ook wanneer in het voorjaar en de zomer smeltwater van het gletsjerfront stroomde. Het smeltwater kon daardoor, evenals het regenwater, niet gelijkmatig in de zandige ondergrond zakken. Het water sleet geulen in de hard bevroren ondergrond en vormde zo dalen. Wanneer de toplaag van een bevroren bodem smolt, ontstond er een modderstroom. Door dit proces, dat `solifluctie’ heet, werden dalen deels opgevuld en sandrs uitgebreid. De dalen die toen werden gevormd, staan nu bijna allemaal droog, want in de grove zanden zakt het water zonder bevroren ondergrond meteen weg. Daarom spreekt men van droogdalen. Ze zijn te vinden aan beide zijden van de stuwwal zoals te zien in afbeelding 7. Sommige droogdalen zijn door de aanwezigheid van bronnetjes echter watervoerend. Ondanks deze huidige natte toestand worden ze toch vanwege hun geologische oorsprong nog steeds droogdalen genoemd (NL-07, NL-08, DE-01).
In de ijstijden spoelde smeltwater van het landijs op verschillende plaatsen over en van de stuwwal naar de lager gelegen vlakten. Zand en grind dat meespoelde, bleef onderaan de stuwwal liggen en vormde hier een licht aflopende vlakte. Dit proces is ook te zien rechtsonder op de foto van de Thompson Gletsjer (afbeelding 9).
De bodems van de stuwwal bestaan voornamelijk uit meer of minder grindhoudende rivierzanden zoals die waren gevormd voordat ze werden opgestuwd. Tijdens de verschillende ijstijden waren deze bodems hard bevroren (permafrost zoals nu in noord-Rusland en Siberië) en het landschap leek op een poolwoestijn waar de wind vrij spel had. De door het landijs tot wel 100 meter omhoog gestuwde bodems zijn door hun hoge ligging de laatste 180.000 jaar niet meer bedekt met verse rivierafzettingen. In warmere perioden, als de bodems niet bevroren waren, voerde regenwater de resterende voedingsstoffen snel af door de dan makkelijk doorlatende lagen. Hierdoor ontstonden droge, verarmde en verzuurde bodems die `podsol’ worden genoemd. Deze arme gronden zijn, mede vanwege de hoogteverschillen, minder interessant voor de landbouw, maar des te meer voor de bosbouw.
Kenmerkend voor het huidige landschap van de stuwwal zijn de bronnen en beken. Deze stroompjes zijn ontstaan als gevolg van de speciale bodemsamenstelling, met doorlatende zandlagen, afgewisseld door waterkerende leem- en kleilagen. Regenwater stroomt - zoals bij de bevroren ondergrond in de ijstijden - niet meer weg aan het oppervlak, maar zakt meteen in de bodem. In de ondergrond hoopt het zich op boven de veelal schuin gestelde ondoorlatende lagen. Op de stuwwal ligt de grondwaterspiegel dan ook vaak diep. Bij restaurant ’t Zwaantje op de Bisselt staat bijvoorbeeld een waterput waar de grondwaterspiegel zich op 57 meter diepte bevindt (NL-01). Het water wordt ondergronds over de waterkerende lagen naar de randen van de stuwwal afgevoerd. Waar deze lagen in de stuwwal aan de oppervlakte komen, ontstaan bronnen en beekjes, zie afbeelding 13. Veelal gebeurt dit in de droogdalen.
Geologisch gezien maakt de regio van de stuwwal tussen Nijmegen, Kleef en Mook deel uit van het Noordzeebekken met zijn lange geschiedenis.
Wie zich na het lezen van de informatie over de geologie op deze website verder wil verdiepen in de geologie van de stuwwal bij Nijmegen, Mook, Groesbeek, Kranenburg en Kleve, vindt hier een overzicht van de geraadpleegde literatuur
