College van de maand: Kroatië: van vakantieland tot “geologisch interessant”

Kroatië: éé van de populairste vakantiebestemmingen onder de Nederlanders. De zon, een helder blauwe zee, een prachtige natuur en de idyllische dorpjes trekken al jaren vele toeristen aan, en zo ook deze zomer, ondanks de COVID-19 pandemie. Ook ik besloot dit jaar een vakantie te boeken naar Kroatië. Ik was er nog nooit geweest, maar na wat rondkijken op het internet waren mijn vrienden en ik al snel overtuigd. Deze zomer zouden we naar Hvar gaan, een eiland voor de kust van Kroatië. De rotsachtige kustlijn, groene heuvels en foto’s van natuurparken vol met watervallen trokken ons enorm aan. Ik realiseerde me dat ik meestal wel iets af weet van de geologie van de landen waar ik naar op vakantie ga, maar van Kroatië had ik geen kennis. Vandaar dat het mij leuk leek in dit College van de Maand iets te vertellen over de geologie en de geologische geschiedenis van dit populaire vakantiegebied.

De geologische geschiedenis van Kroatië

Om te beginnen kan Kroatië verdeeld worden in twee geologische gebieden: een kleiner deel van het land behoort bij het Pannonische Bekken. Het grootste deel van het land wordt in beslag genomen door de Dinarische Alpen.

Het Pannonische Bekken is onderdeel van een groot gebergtesysteem (zie afb. 1) en kan het beste omschreven worden als een back-arc bekken. Dit is een vlakte die zich vormt achter een subductiezone (dus op de overliggende plaat) als gevolg van extensie. De subducerende plaat trekt namelijk altijd een beetje aan de overliggende plaat, waardoor de plaat wordt uitgerekt (zie afb. 2). Hierdoor vind er extensie plaats in de back-arc regio en kan er een laag liggende vlakte ontstaan. Deze vlakte wordt vaak opgevuld met erosiemateriaal en sedimenten van het gebergte. In het geval van het Pannonische Bekken, is de vlakte onder water komen te staan. Zo ontstond de Pannonische Zee. In het Plioceen (5,33 tot 2,58 miljoen jaar geleden) is deze zee opgedroogd, waardoor er een uitgestrekte vlakte met sedimenten achterbleef.

Het grootste deel van Kroatië hoort bij de Dinarische Alpen. De Dinarische Alpen zijn gevormd door subductie en collisie tussen de Euraziatische plaat, of de Tizsa-Dacia subplaat om preciezer te zijn, en de Adriatische plaat (zie afb. 1). Als gevolg van de subductie en collisie vond er tektonische opheffing plaats van de Euraziatische plaat. De collisie en subductie begonnen in het vroege Krijt (156 tot 66 miljoen jaar geleden), maar de meeste opheffing en deformatie vond plaats in het Mioceen (23 tot 5,3 miljoen jaar geleden). Het gehele gebied bestaat uit verschillende segmenten die allemaal een unieke deformatiegeschiedenis hebben ondergaan, waaronder lichte metamorfose, rotatie, transpressie structuren (=compressie als gevolg van een transversale breukbeweging) en breukvorming. De sedimenten die bij deze gebergtevorming opgeheven werden, waren voornamelijk kalksedimenten die oorspronkelijk afgezet zijn op de bodem van de Adriatische Zee. Nu, een paar miljoen jaar later, vormen deze sedimenten prachtige kalksteen bergen (afb. 3) met onder andere marmer, zandsteen en kalk-klei formaties.

afb 1
Afb. 1. Geologische kaart van de Dinarische Alpen. De bovenste afbeelding laat de ligging van het gebied zien. In de onderste afbeelding is te zien hoe de Adriatische plaat (Adriatic Plate) vanuit het zuidwesten tegen de Tisza-Dacia plaat, deel van de Euraziatische plaat, aanbotst. De zwarte stippellijn geeft de plaatgrens aan. De witte stippellijnen geven de subductiezones aan. De pijlen geven de bewegingsrichting aan van de Adriatische plaat (de Leeuw et al., 2012).
afb 2
Afb. 2. Doorsnede van de subductiezone en het back-arc bekken, het Pannonische Bekken. Door de subductie van de oceanische plaat, in dit geval de Adriatische plaat, wordt de overliggende plaat, de Euraziatische plaat, uitgerekt waardoor het bekken ontstaat. (Accretionary wedge = water transporteerde sedimenten waardoor er langzaam materiaal werd afgezet en een wig vormde tussen de gebergte keten en de oceanische korst.) Bron: V. Hoogland.

Karst in Kroatië; een adembenemend netwerk aan ondergrondse tunnels

Doordat de Dinarische Alpen voornamelijk uit kalksteen bestaan, zijn er veel karstverschijnselen te vinden. Karst ontstaat wanneer kalksteen oplost in (regen)water volgens de onderstaande chemische reactie

H2O (l) + CO2 (aq) + CaCO3 (s) -><- Ca2+(aq) + 2 HCO3- (aq)* 

*Waar (l) staat voor liquid (vloeibare vorm), (aq) voor in oplossing met water en (s) voor solid (vaste vorm)

Als gevolg van de kalkoplossing ontstaan gaten en spleten in het gebergte en de ondergrond. De Dinarische Alpen is het grootste karstgebied van de wereld en kent meer dan 15.000 plekken waar karstverschijnselen (zoals grotten, sinkholes, ondergrondse meren, druipstenen, enz.) zijn waar te nemen. Ondanks het vochtige klimaat en de vele regenval heeft het gebied toch relatief weinig oppervlaktewater. Het meeste regenwater sijpelt meteen tussen de spleten door en stroomt ondergronds weg. Deze ondergrondse stromen vormen lange tunnels, grotten, ondergrondse holten en behoren tot een groot ondergronds waternetwerk (zie afb. 4). Op sommige plekken stroomt het water weer de rotsen uit, waardoor prachtige en karakteristieke watervallen kunnen ontstaan.
In het binnenland van Kroatië vind je voornamelijk veel ‘Green Karst’ of ‘groene karst’ waarmee bedoeld wordt dat de kalksteenondergrond rijk begroeid is met bomen en struiken die goed op een kalkondergrond groeien. De wortels van de bomen en struiken worstelen hun weg door de spleten van de rotsen en kunnen  zo prima gedijen op de rotsachtige ondergrond. Meer langs de kust is er voornamelijk ‘Bare Karst’ - kale, onbegroeide karst te vinden. Hier zijn de bossen in het verleden gekapt omdat men het hout o.a. kon gebruiken om Venetië op te bouwen. Het hout diende als palen om de stad overeind te houden.

afb 3
Afb.3. Pieken van de Dinarische Alpen, bestaande uit kalksteen. Bron: https://www.mountainhikingholidays.com/croatia-hiking-tour/

Tot slot

Naast dat Kroatië een prachtig vakantieland was voor mijn zomervakantie, heeft het mij ook een inkijk gegeven in de geologie van Oost-Europa een gebied waar ik nog niet zo veel vanaf wist. De kans is groot dat u in het verleden wel eens naar Kroatië bent geweest en nu wellicht terug denkt aan deze vakantie en dit verhaal in context kan plaatsen. Het kan natuurlijk ook dat een bezoek aan Kroatië nog op het lijstje staat voor in de toekomst. In dat geval hoop ik dat dit College van de Maand u bijblijft tot uw bezoek, en u daardoor met andere ogen naar het adembenemende landschap kunt kijken.

afb 4
Afb. 4. De Blauwe Grot vlak bij Hvar. Een mooi voorbeeld van een grot ontstaan door karst.