1 Fysisch milieu

1 Fysisch milieu
Leerdoelen
De natuurgids…
•
•
•
•
kan de abiotische processen beschrijven die invloed hebben (gehad) op natuur en landschap in Vlaanderen;
kan in hoofdlijnen de processen van landschapsvorming in Vlaanderen beschrijven;
kan de belangrijkste componenten van een bodem beschrijven;
kan de bodemkenmerken van een concreet gebied opzoeken op de digitale bodemkaart.
Inhoud
Het fysisch (abiotisch) milieu bestaat uit de componenten reliëf, water, lucht en bodem.
Deze componenten worden beïnvloed door:
• de tektoniek (de bewegingen van de aardkorst)
• het klimaat (temperatuur, neerslag, …)
• de gesteenten
(+ flora en fauna + de mens: zie hoofdstuk 8 Ecologie)
In deze les maak je kennis met abiotische factoren en processen, die hun invloed hadden (en hebben) op de natuur en
het landschap in Vlaanderen. Het is vooral van belang om deze processen te leren HERKENNEN tijdens observatie in
een landschap.
1 Beknopte initiatie in enkele abiotische processen
1.1 Tektoniek
1.1.1 De aardkorst beweegt
1.1.2 De geologische tijdschaal
1.1.3 Evolutie van de biodiversiteit
1.2 Klimaat
1.2.1 Weer en klimaat
1.2.2 Klimaatveranderingen
1.3 Gesteenten
1.3.1 Temperatuur, wind en neerslag modelleren het aardoppervlak
1.3.2 Gesteentevervorming
1.3.3 Organische gesteenten
1.3.4 Ontstaan van zandstenen
2 Landschapsvorming in Vlaanderen
2.1 Windafzettingen in IJstijden
2.2 Duinenvorming
2.3 Opgevulde valleien in Vlaamse Vlakte
2.4 Reliëfinversie in de polders
3 Bodems
3.1 Bodemsoorten, bodemkenmerken en bodemprofielen
3.2 De bodemkaart
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
1
1 Beknopte initiatie in enkele abiotische factoren en processen
1.1 Tektoniek
1.1.1 De aardkorst beweegt
Tektoniek is de benaming voor de bewegingen van de aardkorst. Daardoor wordt de aardkorst vervormd: de aardkorst
wordt samengedrukt en/of omhoog gedrukt of er treedt daling van de aardkorst op. Dit draagt bij tot de opbouw van de
reliëfvormen.
Vanuit de ruimte gezien is de aarde een blauwe planeet: zeewater en dampkring met wolkenformaties.
Fig. 1 Samenstelling van
de aardbol
De aardbol bestaat uit
-- een kern: wellicht gesmolten ijzer
-- een mantel: bevat magma (een hete taaivloeibare stof), gesmolten gesteente,
waarin stromingen voorkomen
-- een korst (steenschaal): bevat verschillende soorten vaste gesteenten
(graniet, … zandsteen, …kalksteen)
De aardkorst is vrij dun: de oceanische korst ± 10 km, de continentale korst ± 80
km. De hele korst is door breuken verdeeld in een aantal grote en kleine platen.
Die platen bewegen langzaam mee met de stromingen in de aardmantel. Zo
botsen ze in bepaalde zones tegen elkaar (terwijl ze in andere zones uit elkaar gaan). Voor de aardkorst in Vlaanderen
is vooral de botsing van de Afrikaanse plaat tegen het zuiden van de Euraziatische plaat van belang, want dit duwt de
aardkorst in Zuid- en Midden-Europa (ook in Vlaanderen) omhoog.
Aan de randen van de platen ontstaan verschillende
gigantische reliëfvormen: jonge bergketens (Andes, Alpen,
Himalaya), eilandenbogen, bergketens in de oceanen, diepe
kloven in oceaanbodems… Op die plaatsen komen ook veel
aardbevingen en vulkanisme voor. Vlaanderen ligt relatief
ver van een dergelijke plaatrand (Middellandse Zeegebied),
en is dus vulkanisch en seismisch rustig.
1.1.2 De geologische tijdschaal
De geologische tijdschaal in onze streken
Fig. 2 De aardkorstplaten en hun bewegingen
De Ardennen bestaan uit primaire gesteenten die op het
einde van het primair geplooid werden tot een gebergte. Dit gebergte werd nadien afgevlakt tot een vlak landschap
dat op het einde van het tertiair werd opgeheven door de alpine plooiing. Hierdoor ontstond het typisch Ardens
plateaulandschap met ingesneden valleien.
Ten noorden van de Ardennen werden de zeeafzettingen uit het Secundair en het Tertiair schuin opgeheven, duikend
naar het noorden. Dicht bij de Ardennen dagzomen de krijtlagen in Haspengouw, Henegouwen en de krijtkliffen van
Cap Blanc Nez.
Ten noorden van deze krijtafzettingen bestaat de ondergrond vooral uit tertiaire zanden en kleien zoals de witte zanden
van Mol en de Ieperse klei.
Tijdens het Kwartair ontstonden een tiental ijstijden, waarvan de laatste twee de koudste waren. Tijdens deze laatste
ijstijden werden onze streken tot aan de rand van de Ardennen door de overheersende noordenwinden bedekt met
dekzand en leem. Vandaar van noord naar zuid: zandstreken – zandleemstreken – leemstreken.
Na de laatste ijstijd (10 000 j.) werd het huidige landschap definitief gevormd.
Aan de kust en in de rivierdalen werden nog de recente kleirijke alluviale sedimenten afgezet.
2
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
Fig. 3 Geologische tijdschaal met
periodes van gebergtevorming
Fig. 4 Evolutie van het leven in de
geologische tijdschaal
hogere
levensvormen
zeer eenvoudig
leven
Fig. 5 geologische tijdlijn
kustvlakte
PRIMAIR
- 400 m.j.
SECUNDAIR
- 300 m.j.
- 200 m.j.
TERTIAIR
QUARTAIR
- 100 m.j.
- 10000 j.
- 2,5 m.j.
Ardennen
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
Artesië
Haspengouw
Alpen
Vlaamse
heuvels
dekzand
löss
3
1.1.3 Evolutie van de biodiversiteit
Op geologische tijdschaal werd de aardkorst meerdere keren grondig vervormd en verschoven de platen horizontaal
onder en over elkaar. Deze perioden van intense vulkanische activiteit en gebergtevorming had uiteraard ook
zijn invloed op de evolutie van het leven. Bovendien werd de aarde ook enkele malen zwaar geraakt door een
meteoorinslag met grote klimaatsgevolgen. Zo herkennen we verschillende perioden waarbij de toen bestaande
biodiversiteit plots sterk verminderde om zich nadien weer te herstellen.
Volgens recente wetenschappelijke
studies zou de invloed van de mens
sinds het laatste millennium oorzaak
kunnen worden van de grootste daling
in de biodiversiteit sinds de geologische
geschiedenis.
Fig. 6 Evolutie van de biodiversiteit
1.2 Klimaat
1.2.1 Weer en klimaat
Het klimaat geeft de gemiddelde waarden van temperatuur en neerslag weer, berekend over de laatste 30 jaar. Voor
een bepaalde plaats wordt dit weergegeven in een klimatogram en klimaatskaarten.
Het weer geeft de toestand van de atmosfeer voor
een bepaald ogenblik en een welbepaalde plaats: een
momentopname van temperatuur, neerslag, windkracht, …
Maak dus duidelijk een onderscheid tussen weer en
klimaat!
Belgische klimaatskenmerken: zachte winters, matige
zomers, altijd vochtig: een koel gematigd altijd vochtig
klimaat. Omdat in geen enkele maand de neerslag (in mm)
kleiner is dan 2 maal de temperatuur (in °C) spreken we
van een altijd vochtig klimaat.
Fig. 7 klimatogram van Ukkel
Zelfs in een klein land als België met een relatief beperkt hoogteverschil ontstaan reeds klimatologische verschillen
tussen Laag en Hoog België. Hoe hoger hoe kouder is ook reeds in ons land merkbaar. Ook de afstand tot de zee
speelt een rol. Op de droge zandgronden van de Kempen koelen de nachten ’s winters sterk af. In combinatie met de
rotsachtige ondergrond van de Hoge Ardennen krijgen we een landschap
van de Hoge Venen, vergelijkbaar met de toendra in het hoge noorden van
Europa.
Twee opvallende neerslagkenmerken:
-- de Ardennen vangen veel meer neerslag dan de rest van het land: stijgingsregens;
-- de kuststrook en de Westhoek zijn opvallend droger dan de rest van
Vlaanderen.
Kleine reliëfverschillen kunnen lokaal een apart microklimaat creëren.
Vooral naar het zuiden gerichte hellingen kunnen extra warmte ontvangen
Fig. 8 gemiddeld aantal vorstdagen
van de zon.
min.temp < 0°C
4
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
Dit kan voldoende zijn om bijvoorbeeld wijnbouw ook in
onze streken mogelijk te maken. Een typisch voorbeeld
hiervan zijn de witte wijnen uit het Hageland en de uit de
heuvelstreek in het zuiden van West-Vlaanderen.
1.2.2Klimaatveranderingen
In het Cambrium ontstond in onze streken het eerste
leven: fossielen uit die tijd verwijzen naar de ideale
omstandigheden van een warmgematigd vochtig klimaat.
In het Carboon groeiden in onze streken de tropische
wouden die de basis vormen voor de steenkoollagen in
Europa.
Het Perm moet in onze streken een zeer warme en droge
Fig. 9 Neerslagkaart van België
periode zijn geweest: rode zoutrijke gesteenten met
nauwelijks plantengroei. We bevonden ons toen op dezelfde breedte als de huidige Sahara.
In het Secundair ontstonden in onze streken grote krijtafzettingen in tropisch tot subtropische zeeën.
Fig. 10 klimaatveranderingen
in de loop van de geologische
geschiedenis: evolutie van de
wereldtemperatuur
Fig. 11 klimaatveranderingen in
onze streken als gevolg van de
continentendrift
Fig. 12 Europa tijdens de laatste
ijstijd (20 000 jaar geleden)
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
5
Ook in de periode sedert de laatste ijstijd was het
klimaat niet stabiel.
Temperatuurverandering (°C)
Pas op het einde van het Tertiair kwamen onze
streken op de breedteligging van vandaag. Door de
gebergtevormingen als gevolg van de continentendrift
daalde de wereldtemperatuur voldoende om
verschillende ijstijden te veroorzaken. Op onze breedte
was het effect van deze ijstijden het duidelijkst:
bevroren en bedekt met ijs tijdens de ijstijden,
ontdooid en groen (zomergroen loofwoud) tijdens de
tussenijstijden.
Kleine ijstijd
1000
1500
1900
Fig. 13 Temperatuurcurve wereldwijd, gedurende de laatste 1 000
jaar (op de y-as is de afstand tussen twee streepjes = 1 °C)
Fig. 14 Evolutie van de temperatuur van de aarde
Zo was er tijdens de Middeleeuwen een duidelijke
klimaatsverwarming (tot gemiddeld 1 °C warmer dan nu).
De ontwikkeling van de landbouw en de steden in Europa
heeft daarvan geprofiteerd. Daarna werd het weer kouder
(‘kleine ijstijd’). De laatste decennia stijgt de temperatuur
weer spectaculair. Over de verantwoordelijkheid van de
vervuiling door de mens bestaat geen twijfel meer.
Mogelijke gevolgen van opwarming:
• Stijging van de zeespiegel
• Meer hittegolven: verdroging
• Neerslag op minder dagen met met grotere hoeveelheden:
--vaker hevige onweders met overstromingen
--meer perioden zonder wind afgewisseld met zware stormen
--minder insijpeling van regenwater: verdroging
• Verschuivingen in plantensoorten en diersoorten:
--meer subtropische planten
--betere resultaten Belgische wijncultuur
--noordwaarts oprukken van malariamuggen, wespenplagen
--verdwijnen van ‘vriezeganzen’?
--wijziging van vissoorten voor de kust: verdwijnen van haring en kabeljauw, meer kwallen, zeepaardjes, …
6
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
1.3 Gesteentevorming en –vervorming
1.3.1 Temperatuur, wind en neerslag modelleren het aardoppervlak
Verwering
Een gesteente verbrokkelt, valt uiteen door de weersomstandigheden, de fysische krachten in de natuur:
grind > zand > leem
of wijzigt chemisch door diezelfde weersomstandigheden: oplossen van kalk in water; veldspaten en mica’s verweren
tot kleimineralen.
Erosie
Verweringspuin wordt opgenomen en verplaatst.
Door gletsjers:
-- transport mogelijk van grote steenblokken: zwerfstenen.
Door water:
-- selectie op grootte: grind – zand – klei
-- in rivieren: rolkeien: afronding
-- in zeeën: platte stenen: afplatting door eb en vloed.
Door de wind:
-- in droge (koude) omstandigheden
-- selectie op grootte: zand – löss (leem).
Afzetting
Door de wind: duinen, zandwoestijnen. Alleen de wind kan silt (löss, leem) afzonderlijk afzetten!
Door rivieren: puinkegels, afzetting in bolle oevers van meanders; in riviermondingen: delta’s: grind – zand – klei.
Door zeeën: vanaf de kust tot dieper in zee: grind – zand – klei. Afzetting gebeurt steeds in horizontale lagen, jongere
op oudere, vaak met opname van fossielen.
Korrelgrootte
GRIND: groter dan 2 mm
ZAND: 2 mm - 50 mm
SILT: (löss, leem) 50 – 2 mm
KLEI: < 2 mm
In tegenstelling tot de andere deeltjes, heeft klei doorgaans een plaatvormige structuur: kleine plaatjes die door
elektromagnetische krachten sterk aan elkaar kleven.
1.3.2 Gesteentevervorming
Tijdens gebergtevormingen kunnen gesteenten onder zware druk komen te staan. Gesteentelagen worden vervormd,
vooral geplooid.
Gebergten die vooral uit dergelijk geplooide gesteenten bestaan, noemen we plooiingsgebergten. De meeste jonge
gebergten in de wereld, gevolg van de continentendrift, zijn dergelijke plooiingsgebergten (Alpen, Andes, Himalaya).
Onze Ardennen werden reeds tijdens de veel oudere Hercynische gebergtevorming op het einde van het Carboon
geplooid. Tijdens het Secundair en het Tertiair werd dit gebergte afgevlakt tot een vrij vlak gebied, dat tijdens de
Alpiene plooiing opnieuw werd opgeheven. De vlakte werd een plateau.
Onder Vlaanderen zitten resten van een zeer oud gebergte uit de Caledonische plooiing. Deze afgevlakte en later
overstroomde sokkel bevat nog grote reserves fossiel water dat vaak door brouwerijen wordt aangeboord.
Aan de noordrand van onze Ardennen werden de horizontaal afgezette lagen uit het Secundair en Tertiair (krijt, zanden
en klei) opgeheven, samen met het Ardens plateau.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
7
Fig. 15 Geplooide gesteentelagen in de Ardennen (Paul Stryckers)
Horizontale lagen kwamen schuin te liggen (duiken in Vlaanderen noordwaarts steeds dieper). De opheffing van
de Ardennen gebeurde voldoende traag opdat de kronkelende rivieren die voordien meanderend hun weg zochten
in een vlakte, hun kronkelend verloop konden behouden terwijl het land werd opgeheven. Hierdoor ontstonden de
typische kronkelende valleien. Het insnijden van de rivieren in hun eigen kronkelende bedding werd nog versterkt
door de koude omstandigheden van de ijstijden die volgden op de Alpine plooiing. Opeenvolgende vorst en dooi
versnelt immers de hellingserosie en in de zomer konden de smeltwaterrivieren het hellingspuin ook gemakkelijk
transporteren.
1.3.3 Organische gesteenten
Sommige gesteenten ontstaan uit organisch materiaal:
• tropische bossen vormen steenkoollagen
• micro-organismen vormen aardolie en aardgasvelden
• koraalriffen vormen kalkgesteenten
• schelpengruis zorgt voor krijtafzettingen
1.3.4 Ontstaan van zandstenen
De tertiaire zanden in de ondergrond van Vlaanderen zijn vaak ijzerhoudend (glauconiet). Door migratie van het water
in de ondergrond kunnen in dit zand harde groengrijze zandstenen ontstaan: veldstenen die soms als bouwmateriaal
werden gebruikt. De West-Vlaamse heuvels en de heuvels van de Vlaamse Ardennen en het Hageland worden tegen
door roestbruine ijzerzandsteen. Deze ontstonden op de toppen van zandbanken voor de toenmalige kust (eind
Tertiair) waar de zuurstofrijke branding de toppen van de zandbanken omwoelde en zo het ijzer oxideerde. Ook deze
ijzerzandstenen werden als bouwmateriaal gebruikt, vooral bij Romaanse kerkjes (11-12de eeuw). Later werd voor
historische gebouwen meer overgeschakeld op kalksteen, ondermeer uit Doornik.
8
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
2 Landschapsvorming in Vlaanderen
2.1 Windafzettingen tijdens de ijstijden
Op het einde van het Tertiair was het landschap vrij vlak na de terugtrekking van de laatste tertiaire zeeën. Door de
sterke erosie tijdens de ijstijden werd het landschap gekenmerkt door diep uitgesneden valleien waarbij vooral de
heuvels in het zuiden boven het landschap uitstaken. In de Ieperse klei werden ondiepe afwateringsgeulen en diepe
riviervalleien uitgesleten.
Op het einde van de ijstijden werd dit sterk geërodeerd landschap toegedekt met dekzand, zandleen en leem
aangevoerd door koude noordenwinden.
Fig. 16 Windafzettingen tijdens de ijstijden.
Fig. 17 ‘Mentale kaart’ die de posities van de verschillende afzettingen in Vlaanderen woont
Fig. 18 Stuifzanden in de Kempen (Paul Stryckers)
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
9
2.2 Duinenvorming
Dit onderwerp komt aan bod in hoofdstuk 15 ‘Zee en kust’.
Fig. 19 Evolutie van het duin onder invloed van de wind. (Paul Stryckers)
2.3 Opgevulde valleien in de Vlaamse Vlakte
Sinds de laatste ijstijd kregen de huidige rivierdalen hun definitieve vorm: eerst een alluviale opvulling, later opnieuw
wat ingesneden. ‘Alluviaal’ betekent: door een rivier afgezet.
Fig. 20 Doorsnede doorheen de vallei van de Leie ter hoogte van Kortrijk
Vandaag zijn de belangrijkste reliëfvormende elementen: bodemerosie op de hellingen met erosiegeulen,
modderstromen, bodemglijding.
Meer informatie in hoofdstuk 14 Zoet water.
10
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
2.4 Reliëfinversie in de polders
Fig. 21 Schema reliëfinversie in polders
Polderlandschap:
• lagere komgebieden: ingeklonken veen, soms ontveend; weilanden (kleirijke gronden)
• hogere kreekruggen: zandiger akkers.
3 Bodems in Vlaanderen
3.1 Bodemsoorten, bodemkenmerken en bodemprofielen
De bodem is de losse bovenlaag waarin de planten wortelen.
In Vlaanderen onderscheiden we hoofdzakelijk vier bodemsoorten:
• kleibodems: aan de kust en bij de rivieren
• zand – zandleem – leembodems van N naar Z: windwerking uit ijstijden
• bijkomend in Kempen: grindbodems door rivierafzettingen (Maas)
Fig. 22 Samenstelling van de bodem (schematisch)
Kenmerken van een bodem:
• Grondsoort
• Vochtigheid: hangwaterzone – capillaire zone – grondwaterzone
• Structuur: korrelstructuur – kruimelstructuur
• Bodemprofiel: het insijpelend water verplaatst bodemdeeltjes waardoor een gelaagde structuur ontstaat:
bodemhorizonten.
En op kleigronden? Door de weinige waterdoorlatendheid van kleibodems heb je nauwelijks of geen profielvorming.
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
11
Fig. 23 Bodemprofielen.
MAAR: reeds bij een zeer klein gehalte aan klei wordt een bodem weinig doorlatend en reageert als een echte
kleibodem.
Fig. 24 Textuurdiagram
3.2 De bodemkaart
In België werd na de Tweede Wereldoorlog gestart met het opmaken van gedetailleerde bodemkaarten. Nu staan die
alle op internet. Ze zijn te raadplegen via het geoloket dat beheerd wordt door het Agentschap Geografische Informatie
Vlaanderen (AGIV). Eerst krijg je een overzicht van het Vlaamse Gewest, met een opdeling in gemeenten. Door te
klikken kun je de schaal stelselmatig vergroten. Vanaf een bepaald niveau kun je de onderliggende topografische kaart
mee opvragen. Je kunt dan een concreet terrein opzoeken en de bodemgesteldheid ervan nagaan. Dit doe je door de
kleuren van de kaart te vergelijken met de legende. Dit is een zeer interessant hulpmiddel voor het maken van een
terreinstudie!
12
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
Vragen
•
•
•
•
•
•
Wat is het verschil tussen ‘klimaat’ en ‘weer’?
Wat zijn de belangrijkste kenmerken van het klimaat in Vlaanderen?
Wat zijn de mogelijke gevolgen van klimaatverandering in onze streken?
Hoe modelleren temperatuur, wind en neerslag het aardoppervlak?
Onder welke invloeden zijn de reliëfvormen in Vlaanderen ontstaan?
Wat zijn de bestanddelen van een bodem?
Kernbegrippen
Afzetting
Alluviaal
Bodem
Bodemkaart
Bodemprofiel
Erosie
Klimaat
Klimaatverandering
Reliëfinversie
Tektoniek
Verwering
Weer
Windafzetting
© Cursus Natuurgids CVN - Hoofdstuk 1: Fysisch milieu
13