Het ontstaan van de Waddenzee

Geologisch gezien is de Waddenzee een jong verschijnsel. Bovendien zijn geologische processen er nog volop in werking – een van de redenen waarom het Waddengebied Unesco Werelderfgoed is. De huidige Waddenzee is een momentopname in een continue geologische ontwikkeling, met steeds meer invloed van de mens.

De Waddenzee zoals we die vandaag de dag kennen, is ontstaan na de laatste ijstijd, het Weichselien. De klimaatomslag naar het huidige warme tijdvak, het Holoceen, vond zo’n 11.700 jaar geleden plaats. Aan het begin van het Holoceen stond de zeespiegel circa 45 tot 35 m lager dan tegenwoordig en lag een groot deel van de Noordzee nog droog (figuur 1). Dit kwam doordat de ijskappen aan de noord- en zuidpool veel water vasthielden. Toen de temperatuur opliep, smolt een groot deel van het ijs en steeg het zeewater in de oceanen en de randzeeën zoals de Noordzee. Deze wereldwijde ontwikkeling wordt de eustatische zeespiegelstijging genoemd: het gaat om een absolute stijging ten opzichte van het middelpunt van de aarde. Daarnaast speelden regionale bodemdalingen een rol in de relatieve stijging van de zeespiegelstijging (tektoniek en glacio-tektoniek). De eustatische stijging nam in de loop van het Holoceen af en de tektonische bodemdaling in Nederland werd relatief belangrijker. De daling had voor een belangrijk deel te maken met het herstel van het geostatisch evenwicht tijdens en na de laatste ijstijd. Scandinavië veerde op na het verdwijnen van de druk van het ooit kilometers dikke ijspakket, terwijl Nederland daalde. Deze daling werd veroorzaakt door het omgekeerde proces: het inzakken van de forebulge, de door het ijs omhoog gedrukte rug die in de ijstijd was ontstaan langs het voormalige ijsfront in de Noordzee. Figuur 2 toont hoe de zeespiegel in Noord-Nederland in de eerste helft van het Holoceen snel steeg, waarna de curve afvlakte in de tweede helft. De holocene zeespiegelstijging is sturend geweest in de vorming van het Nederlandse kustgebied, mede geholpen door de geometrie van het pleistocene oppervlak (landvormen), het getij en de beschikbaarheid van sediment (waaronder ook veen). De laatste tweeduizend jaar is de mens een (mede)bepalende factor van belang geworden.

Getijdenbekkens en estuarium

Door de snelle zeespiegelstijging aan het begin van het Holoceen (circa 1 meter per eeuw) verdronken de zuidelijke delen van de huidige Noordzee en rond 7250 v.Chr. bereikte de zee de laagste delen van de huidige Noord-Nederlandse kust. Dit waren de pleistocene dalsystemen van het Vlie, de Boorne, Hunze, Fivel en Eems, die diepten bereikten tot circa 24 meter onder NAP. Tussen 7250 en 5500 v.Chr. kwamen de noordelijke delen van deze dalen onder water te staan en veranderden in getijdensystemen, waar zoet rivierwater en zout zeewater zich vermengden en getijdewerking optrad (figuur 3). Het Eemsestuarium, het getijsysteem van de uit Duitsland afkomstige gelijknamige rivier is daarvan een nu nog zichtbaar voorbeeld. Ook de getijdenbekkens van het Vlie, de Boorne, Hunze en Fivel, waarop kleine riviertjes en beken van de hoger gelegen zandgebied van het Drents plateau afwaterden, veranderden in getijdensystemen met wadden en kwelders. Langs de randen van de getijdenbekkens ontstond veen. Dit was het gevolg van de grondwaterstijging, die weer samenhing met kwelwater dat vanuit de hoger gelegen pleistocene zandgronden naar de bekkens stroomde. Het kustveenmoeras aan de randen van het pleistocene zandgebied werd aan de zeezijde overstroomd vanwege de doorgaande zeespiegelstijging en raakte bedekt met uit zee afkomstige sedimenten (zand en klei). Aan de landzijde breidde het veen zich verder uit over de zandgronden.

Open en gesloten kustlijn

Rond 3850 v.Chr. was de relatieve zeespiegelstijging afgenomen van 1,0 tot 0,3 à 0,4 m per eeuw. Het gemiddelde zeespiegelniveau lag in die tijd rond de 5 meter onder NAP. Werden tot 3850 v.Chr. de getijdenbekkens en estuaria in Nederland steeds groter, na die tijd begonnen ze in het westen geleidelijk te verlanden. Vanaf die tijd sloeg de balans om tussen enerzijds het effect van de zeespiegelstijging (verdrinking) en anderzijds de ophoging van de getijdenbodems door sedimentatie (verlanding). Doordat de getijdenbekkens zich geleidelijk opvulden met sediment, slonk het getijvolume (de hoeveelheid water die elke eb en vloed in en uit het bekken stroomt) en werden de geulen en de zeegaten smaller en ondieper. Door de dichtslibbing van de geulen verslechterde de natuurlijke drainage in de kweldergebieden in het achterland. In West-Nederland leidde dit tot de vorming van een gesloten kustlijn van strandwallen met alleen openingen op plekken waar rivieren als de Rijn en (Overijsselse) Vecht in zee uitmondden. Achter de gesloten strandwallenkust ontwikkelde zich een groot kustveenmoeras.

In Noord-Nederland breidden de getijdenbekkens zich tussen 3850 en 2750 v.Chr. nog landinwaarts uit (figuur 4). Dit kwam door de relatief sterkere tektonische bodemdaling in deze regio. Ook brachten golven in Noord-Nederland relatief minder zeezand naar de kust. Dat hing samen met de overheersende windkracht en -richting. De zuidwestelijke winden waren doorgaans sterker dan de noordwestelijke, waardoor het zandtransport richting de kustsystemen in West-Nederland groter was. In Noord-Nederland werd het zand veel meer langs de kust gevoerd. Er speelde nog meer: door het steilere kustprofiel voor de Noord-Nederlandse kust was de zandvoorraad op de vooroever daar kleiner. En omdat de Noord-Nederlandse kust westoost loopt in plaats van noord-zuid, werd het sediment veel meer lángs de kust gevoerd dan bij de haaks op de wind liggende kust van Holland. Al deze factoren leidden ertoe dat de Waddenzeekust het hele Holoceen open bleef en de kustlijn zich niet in zeewaartse richting verplaatste, zoals wel gebeurde voor de West-Nederlandse kust.

Communicerende vaten

Rond 2750 v.Chr. was de zeespiegelstijging verder afgenomen naar 0,2 à 0,3 meter per eeuw en lag het gemiddelde zeeniveau rond 3,5 meter onder NAP. De balans tussen zeespiegelstijging en ophoging door afzetting was vanaf die tijd ook in Noord-Nederland omgeslagen. Ook hier begonnen de getijdenbekkens te verlanden en ontstonden kwelders, begroeide stukken opgeslibd land die bij een gemiddelde vloed niet onderliepen. Aan de landzijde van de bekkens breidden de veen- en kweldergebieden zich uit tussen 2750 en 1500 v.Chr. (figuur 4). In de randzone vormde zich een veenlaag op de getijdenafzettingen. Door de verlanding en dichtslibbing van de geulen en kreken verslechterde ook in het pleistocene achterland de natuurlijke afwatering. Daardoor kon het veen zich steeds verder uitbreiden over de hogere zandgronden en ontstond er in Noord-Nederland een enorm veenmoeras waar alleen de hoogste pleistocene zandkoppen zoals Texel, Wieringen, Gaasterland en Hondsrug nog bovenuit staken. In de kustzone, waar het veen nog incidenteel tijdens storm overspoeld werd met voedselrijk zeewater, vormde zich eutroof rietveen. Landinwaarts, waar het veen volledig afhankelijk was van nutriënten-arm regenwater, vormde zich oligotroof hoogveen tot op vele meters boven het toenmalige zeeniveau. De kwelders in Noord-Nederland hadden rond 1500 v.Chr. weliswaar een aanzienlijk oppervlak bereikt, maar sporen van bewoning in die periode zijn daar nooit gevonden. Dit in tegenstelling tot Westfriesland, waar in de bronstijd al op grote schaal gewoond werd. Door de verlanding van het Westfriese zeegat overstroomden de kwelders daar niet meer tijdens extreem hoog water. In het noorden gebeurde dat nog wel, en pas in de vroege ijzertijd, tussen 600 en 500 v.Chr. (figuur 5) werden daar voor het eerst terpen (Friesland) en wierden (Groningen) opgeworpen. Daarna nam de bewoning op terpen en wierden verder toe en werd het hele hoger opgeslibde kweldergebied bewoond. Getijdebekkens van de Marne, Boorne, Hunze en Fivel waren rond 250 v.Chr. (midden ijzertijd) voor een groot deel verland, waardoor er grote kwelderoppervlakten waren. Een tegenovergestelde transgressieve ontwikkeling vond plaats in Oostergo in Noordoost-Friesland. Daar had zich achter (de voorloper van) het Pinkegat ten oosten van Ameland het nieuwe getijdensysteem van de Paesens ontwikkeld. Door het wegvallen van de kustbarrière kon daar de zee inbreken in de noordelijke uitloper van het veengebied achter Ameland (figuur 6). Ook de Middelzee tussen Oostergo en Westergo werd steeds groter. Deze transgressieve ontwikkeling werd veroorzaakt doordat de Middelzee de afwateringsfunctie aan het overnemen was van het oude Boorne-systeem in Westergo, dat in de ijzertijd geheel verlandde. Deze landschapsveranderingen in Noord-Nederland laten zien dat trans- en regressieve kustontwikkelingen daar gelijktijdig plaatsvonden. De systemen werken als communicerende vaten. Als het water zich op de ene plek een nieuwe toegang verschaft en ruimte vraagt, vermindert de druk op een andere plek en kan erosie daar overgaan in sedimentatie. In de ijzertijd kwam de voorloper van de latere Zuiderzee tot stand. Het zuidelijke en noordelijke Flevomeer kregen verbinding met het Vlie in wat later de westelijke Waddenzee zou worden, waardoor daar een grote lagune ontstond. Het doorbreken van de opening van het zuidelijke en noordelijke Flevomeer wordt geschat rond 400 v.Chr.

In de late ijzertijd en de Romeinse tijd, rond het begin van de jaartelling, werden zowel de kwelders als het veenrandgebied volop bewoond. Het veenrandgebied was daar door zijn relatief hoge ligging geschikt voor indien het veen ontwaterd werd door sloten. De sloten stonden in verbinding met het natuurlijke krekenpatroon. Het graven van sloten in het veenrandgebied had twee effecten. Allereerst klonk het veen in en werd het oppervlak verlaagd. Daarnaast kon de zee via de sloten verder doordringen in het veenachterland. Deze menselijke ingrepen leidden ertoe dat het veen vaker overspoeld werd bij stormen en dat met name rond Westergo een kwelderkleilaag op het veen werd afgezet. Deze laag is het eerste geologisch waarneembare gevolg van menselijk handelen in het Noord-Nederlandse kustsysteem.

Menselijke ingrepen

Rond het begin van de jaartelling waren de Waddeneilanden dicht bij hun huidige positie komen te liggen (zie kaart Noord-Nederland 100 n.Chr.). De oudste archeologische vondsten op de eilanden dateren uit die tijd. Zesduizend jaar eerder lagen de Waddeneilanden nog zo’n 10 km noordelijk van de huidige eilandenkustlijn. Dit kon worden afgeleid uit oude, dichtgezande zeegaten tussen de voormalige eilanden, die in de Noordzeebodem zijn teruggevonden. Door de ‘zandvraag’ van de Waddenzee, veroorzaakt door kombergingvergroting als gevolg van de bodemdaling, en de eroderende werking van wind en getij zijn de Waddeneilanden gedurende het hele Holoceen landwaarts opgeschoven.

Ten tijde van de grote volksverhuizingen rond 400 n.Chr. nam de bewoningsdruk in het terpengebied kortstondig af en werd het sloten-ontwateringssysteem minder goed onderhouden. Door de verslechterde drainage vormde zich lokaal veen in het kweldergebied. Maar niet voor lang. In de vroege middeleeuwen werd het kweldergebied opnieuw intensief bewoond en kwamen er veel sloten en kanalen bij, ook in het veenrandgebied. Door de kustmatige ontwatering klonk de bodem van het veenrandgebied sterk in en raakte dit bij hoogwater overstroomd. Door de vergrote komberging werden de getijdengeulen, die het water bij vloed naar het achterland voerden, groter. Bij de Middelzee werd dit effect nog versterkt doordat dit getijdensysteem een deel van het afwateringsgebied van de Friese Marne overnam. Deze ‘gebiedsovername’ is waarschijnlijk door de mens ontstaan. De rechte loop van de geul ten noorden van Sneek wijst erop dat de geulverbinding oorspronkelijk een sloot is geweest (figuur 7). Menselijke ingrepen in het kustlandschap hebben ook belangrijk bijgedragen aan het ontstaan en de vergroting van de Lauwerszee. De veenontginning-sporen in de Anjumer Kolken en de Kollumerwaard wijzen daarop. Ook de verbinding tussen de Lauwerszee en de Hunze-monding, die het kombergingsgebied van de Lauwerszee vergrootte, heeft waarschijnlijk een antropogene achtergrond. De haakse bocht in het Rietdiep bij Aduarderzijl duidt op een door de mens gegraven kanaalverbinding. Hierdoor werd de Hunze-geul afgetapt en ging deze richting de Lauwerszee lopen. De geulafsnijding leidde ertoe dat de oude Hunzemonding in Noordwest-Groningen volledig verlandde. En zo veranderde dit deel van Groningen in een kweldergebied. Het Fivel-getijdebekkensysteem ten oosten daarvan werd vanaf het einde van de prehistorie steeds kleiner. Kwelderwallen aan de noordzijde sloten het bekken verder af van de Waddenzee. Langs de Eems vond erosie plaats. Door geulerosie schoof het systeem in westelijke richting op en verlandde het aan de Duitse zijde in Ostfriesland.

Bedijkingen

De grootste door de mens gecreëerde landschappelijke veranderingen vonden plaats na het jaar 1000. Vanaf die tijd werd het kweldergebied bedijkt en omgezet in polderland, en de waterhuishouding kunstmatig beheerd. Rond 1250 was het overgrote deel van de Noord-Nederlandse kwelders bedijkt (figuur 8) en kreeg het Nederlandse deel van de Waddenzee het landschappelijke karakter dat we vandaag de dag kennen. De menselijke ingrepen hadden grote (onbedoelde) gevolgen. Doordat de kwelders bij extreem hoogwater niet meer konden overstromen, was de stormwaterberging van deze gebieden weggevallen. Hierdoor kon het zeewater zich tijdens storm niet meer over deze gebieden verspreiden en werd het opgestuwd tegen de aangelegde dijken. Zo reikten de stormvloedhoogten steeds groter. Door de kunstmatige afwatering via sluizen zakte het grondwaterpeil in de bedijkte gebieden op nog grotere schaal dan in de periode ervoor. Dat leidde met name in het veengebied tot zeer sterke bodemdaling en het verdwijnen van veen door oxidatie (verteren van veen aan de lucht). Daarbij werd steeds meer veen afgegraven voor gebruik als brandstof. Veen dat vóór de bedijking boven stormvloedniveau lag, kwam nu onder zeeniveau te liggen. De verhoging van de waterstanden tijdens storm op de Waddenzee en de verlaging van de klei-veenbodems in de polders creëerden samen catastrofale omstandigheden. Wanneer tijdens grote stormen de dijken braken, stortte het water zich met veel geweld in de laaggelegen polders, iets wat vóór de bedijking nooit gebeurde. Het leven op terpen in het kweldergebied was vóór de bedijking dus veiliger dan erna.

Ook de veenontginningen in de Kop van Noord-Holland hadden grote gevolgen. Het bedijkte en ontgonnen voormalige veengebied van de Wieringermeer viel steeds vaker ten prooi aan overstromingen. Tussen 1100 en 1250 v.Chr. ging het land geheel verloren en werd onderdeel van de westelijke Waddenzee (figuur 8). Het zeegat van het Marsdiep onder Texel werd vanaf de middeleeuwen steeds belangrijker: het wantij tussen het Vlie en het Marsdiep werd in de 14e eeuw doorbroken en vanaf die tijd was het Marsdiep de hoofdgeul richting de Zuiderzee. Door veenafslag werd de Zuiderzee in de late middeleeuwen en nieuwe tijd ook steeds groter. De wateruitwisseling met de westelijke Waddenzee was relatief beperkt. Doordat de instromende getijdengolf met vloed niet in fase was met het uitstromende water tijdens eb, werd het instromende getijdenwater gedempt. Het getijverschil in de westelijke Waddenzee was met 1,5 à 2 m al gering en de forse omvang en vorm van de Zuiderzee hadden nog een dempende werking. Al met al was het tijverschil in de Zuiderzee nog veel kleiner dan in de westelijke Waddenzee.

Afsluitdijk

Toen de Zuiderzee door de Afsluitdijk in 1932 werd afgesneden van de Waddenzee, bracht dat grote veranderingen. Door reflectie van de getijdengolf tegen het nieuwe dijklichaam nam het getijverschil tussen eb en vloed in de westelijke Waddenzee toe, bij Harlingen met 0,55 meter. Daardoor groeide het getijvolume van de westelijke Waddenzee en daardoor ook de stroming in het Marsdiep, en werd dit zeegat groter.

Oostelijker, in het gebied van de Eems-Dollard, waren de gevolgen van het menselijk ingrijpen in het kustlandschap catastrofaal. In de ondergrond van het Dollardgebied komen de pleistocene dalen van de Pekel-Aa en Westerwoldsche Aa samen en deze dalsystemen waren opgevuld met een dik veenpakket dat meters boven het huidige zeeniveau was uitgegroeid. Na de bedijking en de veenontginningen daalde dit gebied zeer sterk, zelfs tot onder het gemiddeld hoogwaterniveau. Toen in 1509 tijdens de Tweede Cosmas- en Damianusvloed de zeedijken langs de Eems braken, kwam het laag gelegen veen in het Dollard-gebied permanent onder water te staan en stroomde tijdens eb en vloed water in en uit het verdronken gebied. Door de ontstane komberging vormden zich grote geulen en kon het verloren gegane veengebied op dat moment niet meer worden ingedijkt. In de volgende eeuwen slibden de randen van de Dollard wel weer snel op, zodat een deel van het verloren gegane gebied opnieuw kon worden ingedijkt.

Grenscorrecties

De meest recente grote landschappelijke ingreep van de mens in Waddengebied was de afsluiting van de Lauwerszee. Als gevolg van de sluiting in 1969 door een grote zeedijk is daar nu een groot zoet binnenmeer ontstaan, het Lauwersmeer (figuur 9). De afsluiting van de Lauwerszee leidde onder andere tot een verbreding en vergroening van het strand van Schiermonnikoog en de oostwaartse uitbreiding van het eiland waarbij de ‘staart’ de grens tussen de provincies Friesland en Groningen ‘overstak’. Dat leidde in 2005 al eens tot een grenscorrectie. In een curieuze ceremonie op een kale zandvlakte streken commissaris Alders en burgemeester Renkema op 27 september 2005 in de striemende regen de vlaggen van Groningen en Eemsmond en hesen commissaris Nijpels en burgemeester Swart die van Friesland en Schiermonnikoog. Friesland betaalde voor het extra land 274.000 euro aan Groningen, en Schiermonnikoog 23.000 euro aan Eemsmond. Veiligheid was volgens Nijpels het belangrijkste motief voor de grenscorrectie. ‘Er varen ten noorden van de eilanden veel schepen met buitengewoon giftig materiaal. Als er een ramp gebeurt, moet die goed gecoördineerd worden aangepakt en dan is eenduidigheid van het gezag belangrijk.’ In januari 2019 vond er zo’n ramp plaats met de MSC Zoe, waarbij de kust van Schiermonnikoog vervuild raakte met plastic afval. En wat bleek? Er waren opnieuw twee provincies en twee gemeenten verantwoordelijk voor het opruimen van het afval. De reden: het eiland was weer wat verder opgeschoven en had opnieuw de provinciegrens overschreden. Anno 2020 wordt er gewerkt aan een nieuwe grenscorrectie.

Zo maakt de geschiedenis van de Waddenzee duidelijk dat de mens invloed heeft op geologische processen (lang voordat de term Antropoceen in zwang raakte) en dat de geomorfologische dynamiek de maatschappelijke ontwikkeling beïnvloedt, tot in kleine bestuurlijke details toe.

Peter Vos en Sieb de Vries zijn geologisch medewerkers bij TNO en Deltares en houden zich bezig met de kustkartering van Nederland en maken onder meer landschapsreconstructies. Deze zijn gepubliceerd in de Atlas van Nederland in het Holoceen en de kaartbeelden uit deze atlas zijn gebruikt voor dit artikel. Bij het samenstellen van de paleokaarten wordt dankbaar gebruik gemaakt van de archeologische en historisch-geografische kennis die belangrijke landschaps- en ouderdomsgegevens opleveren.