Geologie

 

Goed, we zagen een hoop ingewikkelde termen (voor de leek dan) in het kopje Algemeen: Devils Tower is een grote monoliet van intrusief gesteente.
Dat is mooi, maar ...eehhh, waar gaat het over??

Als eerste even een verklaring voor de termen monoliet en intrusief.

Monoliet
Een monoliet is een rots die door competentieverschillen van gesteente uitsteekt boven of uit zijn omgeving. Voorbeelden hiervan zijn menhirs, dolmen en hunebedden.

Competentieverschillen
De competentie van gesteente is de mate waarin dat gesteente bestand is tegen erosie. Competent betekent dan dus weinig erosiegevoelig. De tegenhanger hiervan, gemakkelijk erodeerbaar, noemt men recessief. Meestal kun je aan de manier waarop de begroeiing plaatsvindt en de hoeveelheid vegetatie die een gesteente bedekt al zien hoe competent het gesteente is. Competentere gesteenten zijn dus minder makkelijk voor planten om op te groeien. De vegetatie heeft de voorkeur voor het zachtere gesteente (recessief). 

Intrusie
Dit is in de geologie het proces waarbij een magmalichaam in vast gesteente binnendringt. Zulke magmalichamen worden intrusies of plutonen genoemd (ook wanneer het magma gestold is en diepgesteente is geworden). Wanneer een intrusie in vast gesteente binnendringt ("intrudeert"), worden aanwezige oudere structuren in het gesteente door de intrusie doorgesneden. 
Wanneer het magma tot aan het aardoppervlak doordringt, spreekt men niet meer van intrusie, maar over vulkanisme.
Vanwege de grote competentie van diepgesteente (erosie gaat relatief langzaam) vormen intrusielichamen vaak uitstekende verhogingen in het landschap. 

Het merendeel van het landschap rondom Devils Tower bestaat uit afzettingsgesteenten. Deze dateren uit de volgende perioden:

Trias (225 tot 195 miljoen jaar geleden)      :   De oudste laag, donkerrode zandsteen en siltsteen.
Deze laag zie je weer terug langs de Belle Fourche Rivier.
De rode kleur is veroorzaakt door oxidatie van de ijzermineralen.
Deze gesteentelaag staat bekend als de "Spearfish formation". 
Jura (195 tot 136 miljoen jaar geleden)   :   Boven de Spearfish formation ligt een dunne band van wit gips.
Dit wordt de Gypsum Spring Formation genoemd. 
Tertiair (65 miljoen jaar geleden)   :   De Rocky Mountains en de Black Hills werden gevormd doordat
het magma onder de aardkorst opsteeg en intrusies in de oudere
gesteentelagen vormde. 

 

Hieronder zie je een foto van het rode gesteente aan de Belle Fourche rivier.

En zo rij je dan op Devils Tower aan (over deze rivier).

Theorieen over de formatie

Hoe de intrusie precies heeft plaatsgevonden en wat de oorspronkelijke aard van het gesteente in Devils Tower was, is niet duidelijk. Eind 19e eeuw bestuurden de geologen Carpenter en Russell de monoliet en kwamen tot de conclusie dat deze inderdaad was gevormd door intrusie van stollingsgesteente. Latere geologen zochten nog naar verdere verklaringen. Sommige van hen geloven dat de monoliet het laatste overblijfsel is van wat ooit een grote explosieve vulkaan was.

In 1907 kwamen de wetenschappers Darton en O'Hara tot de conclusie dat Devils Tower een uitgeerodeerd overblijfsel van een laccoliet moet zijn geweest. Dit was een populaire theorie in het begin van de 20e eeuw. Een laccoliet is overigens een "magmatische intrusie in de aardkorts die een koepelvorm heeft met een (ongeveer) vlakke onderkant). Maar omdat de oorspronkelijke vorm van de intrusie niet bekend is, is het onmogelijk dit met zekerheid vast te stellen.

Andere theorieen zijn dat Devils Tower het overblijfsel was van een uitgedoofde vulkaar, een vulkanische plug. Dit is echter onwaarschijnlijk, want dan zouden er ook vulkanische kenmerken (zoals as en gestolde lava) moeten zijn. Maar deze ontbreken in het omringende landschap.

Waar zijn de geologen het wel over eens? Dat het stollingsgesteente is afgekoeld als porfier, een grijze of groenachtige trachiet (een soort basalt). Terwijl de lava afkoelde, ontstonden er zeshoekige kolommen. De verticale kolommen krompen later horizontaal wat in.

Tja, weer wat lekkere woorden: porfier en trachiet. Porfier is een stollingsgesteente met een typische textuur van relatief grote fenocrysten in een grondmassa van kleinere kristallen. Fenocrysten zijn dan weer kristallen van een mineraal in een stollingsgesteente die een duidelijk groter formaat hebben dan de omringende grondmassa. En trachiet, ja, dat kent ook weer een prachtige wetenschappelijke omschrijving (een relatief felsisch uitvloeiingsgesteente dat veel alkali's bevat, voornamelijk kaliveldspaat) ... ik stel voor dat we het op de eerste omschrijving houden: een soort basalt. En basalt is dan weer het vulkanische stollingsgesteente dat gevormd wordt door de stolling van lava. 

Dus waar was men het nu over eens? Tja, zucht ... ik geef het op.

Dit plaatje helpt een beetje, maar ook niet helemaal.

Schematische weergave van intrusielichamen in een gebied waar vulkanisme plaatsvindt. A = batholiet (nog niet gestold: een magmakamer); B = dike; C = laccoliet; D = pegmatiet; E = sill; F = stratovulkaan. Processen in de afbeelding: 1 = jongere intrusie snijdt door een oudere heen; 2 = xenoliet of roof pendant in een magmakamer; 3 = contactmetamorfose; 4 = aardoppervlak wordt opgeheven als gevolg van het ontstaan van een laccoliet.

 

Ik vind de verklaring op "Ontdek Amerika" nog het beste leesbaar: de meest waarschijnlijke theorie is dat zich 60 miljoen jaar geleden gesmolten magma onder het aardoppervlak bevond, dat uiteindelijk is gestold en ineengedrukt door het gewicht van de bovenliggende lagen. Daarbij zou de rotslaag in kolommen zijn gespleten. In de loop van miljoenen jaren is de rots, als gevolg van erosie, aan de oppervlakte gekomen en nadat ook de omliggende lagen zijn weggeërodeerd is de vrijstaande rots overgebleven. Puin en gebroken kolommen aan de voet van de monoliet laten zien dat Devils Tower ooit groter moet zijn geweest.

Devils Tower was eerst niet zichtbaar boven de andere rotsformaties in het gebied. Toen werd het zandsteen echter makkelijker door erosie afgebroken dan het basalt en zo bleef Devils Tower over.