Gebande ijzersteen: de oudste steen van Naturalis

Oscar Vissers, 14 oktober 2022

In 2000 kreeg Naturalis een bijzonder cadeau. Vanuit de ijskoude bergen in Groenland nam de Geologische Dienst van Denemarken een pakket mee van wel 275 kilo. Daarin zat een 3,76 miljard jaar oude steen. Dat is een van de oudste stenen ter wereld! Deze oersteen wordt ook wel een gebande ijzersteen genoemd. Wat is een gebande ijzersteen en wat vertelt het ons over het verleden van de aarde?

De gebande ijzersteen uit Naturalis.
Naturalis - Zoology and Geology catalogues | Licentie: CC0 1.0

Laagje voor laagje

Een gebande ijzersteen bestaat, je raadt het al, uit ijzer. Dat zie je aan de lichtgrijze strepen op de steen. Tussen die lagen met ijzer zitten donkergrijze lagen die bestaan uit silica. Dat is een stofje dat ook in zand zit. Samen vormen het ijzer en de silica een bandenpatroon dat aan de zijkant van de steen te zien is.

Maar hoe zijn deze laagjes op elkaar ontstaan? Leo Kriegsman, onderzoeker bij Naturalis, heeft daar een antwoord op. “Door onderzees vulkanisme kwam er veel ijzer in zee terecht. Dat was vooral een vorm van ijzer die goed oplost in water (tweewaardig ijzer). Maar als daar zuurstof bij komt, lost het niet meer op in water (driewaardig ijzer). Het ijzer slaat daarom neer op de bodem als roest. Zo groeit er een laagje ijzer, waar steeds een nieuw laagje silica op terecht komt.” Daarmee ontstond langzaam, laagje voor laagje, de gebande ijzersteen.

Zo werd de gebande ijzersteen misschien gevormd.
Oscar Vissers | Licentie: Alle rechten voorbehouden

Band met het leven

Om een gebande ijzersteen te vormen is dus zuurstof nodig. Maar in die tijd zat er nog geen vrij zuurstof in het water, zoals nu. Waar kwam die zuurstof dan vandaan?

Sommige wetenschappers denken dat blauwalgen, microscopisch kleine levensvormen, in die tijd voor het eerst zonlicht gebruikten voor energie. Daarbij kwam zuurstof vrij. Die zuurstof kwam in zee terecht en sloeg samen met het ijzer neer op de zeebodem. Als deze theorie klopt, bestonden  blauwalgen al voordat de gebande ijzersteen ontstond. Dan is het leven ouder dan 3,76 miljard jaar.

Het is moeilijk om te bewijzen dat de ijzersteen door blauwalgen gevormd is. Wetenschappers zijn daarom ook nog op zoek naar andere verklaringen.

NNehring | Licentie: RF Getty Images
Blauwalgen onder de microscoop.

Wat zou jij willen onderzoeken aan zo’n oude steen?

Overschot aan zuurstof

Overal ter wereld zijn gebande ijzerstenen gevonden. Sommige zijn bijna net zo oud als de gesteenten uit Groenland, andere zijn een stuk jonger. Opvallend genoeg bestaan er bijna  geen gebande ijzerstenen die jonger zijn dan 2,4 miljard jaar. Leo legt uit: “Op een gegeven moment waren blauwalgen zo succesvol, dat er veel zuurstof in zee kwam en het opgeloste ijzer opraakte. Toen werd zuurstof niet meer opgeslagen in gebande ijzerstenen, maar kwam het in de lucht terecht.” Een belangrijk omslagpunt, want daardoor konden zich nieuwe levensvormen ontwikkelen die zuurstof inademen, net zoals jij en ik. Dankzij gebande ijzerstenen hebben wetenschappers nu een goed idee wanneer deze omslag gebeurde.

Waardevol

Stenen die zo oud zijn als de oersteen van Naturalis zijn zeldzaam. Als een steen miljarden jaren lang wordt blootgesteld aan weer en wind, is de kans groot dat hij volledig afbrokkelt. Andere oeroude stenen liggen diep in de aarde verscholen, zijn sterk vervormd of zelfs gesmolten. Zo verdwijnen ze in de gesteentekringloop om later nieuwe gesteenten te vormen. Intacte stenen van deze ouderdom zijn dus erg waardevol.

Er is nog een reden waarom gebande ijzerstenen waardevol zijn: het grootste deel van het ijzer dat mensen gebruiken komt uit gebande ijzerstenen. Nog iets dat we te danken hebben aan blauwalgen van miljarden jaren oud.

Zoology and Geology catalogues | Naturalis | Licentie: CC0 1.0
Zo'n oude steen is erg waardevol.

Kijk eens om je heen. Hoeveel ijzeren voorwerpen zie je?

Deze onderzoekers weten hier wel wat van