Intermezzo Sahni 1: De geologie van de Salt Range

 

Ik had nog iets bewaard bij de bespreking van paragraaf 22.5 van het boek van Van den Dikkenberg. Van den Dikkenberg schrijft op blz 213:

“Ook in Indiase aardlagen (uit het Cambrium) zijn restanten van bloeiende planten aangetroffen⁵⁰”

In Noot 50 wordt verwezen naar Sahni, B., 1944. Age of the Saline Series in the Salt Range of the Punjab. Nature 153, 462–463. Van den Dikkenberg is heel summier,maar zijn verwijzing laat zien om welke controverse het gaat. De controverse was op zijn hoogtepunt 80 jaar geleden, en was 70 jaar geleden voorbij.

Nu komt in ‘Intermezzo Sahni 1’ het wetenschappelijke verhaal; in ‘Intermezzo Sahni 2’ komt een geval van een conflict tussen creationisten; en in ‘Intermezzo Sahni 3’ komt een voorbeeld hoe creation.com de wetenschappelijke literatuur misbruikt en hun lezers misleidt.

De geologie van de Salt Range

De Salt Range is een ongeveer 200 km lang zuidelijk voorgebergte van de Himalaya, gelegen aan de noordkant van de rivier de Jhelum in het noordoosten van Pakistan. In de steile hellingen van het rivierdal zijn de gesteenten in hun opeenvolging aan de dag gekomen. De Salt Range heeft een van de beste plekken om een goed deel van de geologische kolom te zien, met lagen uit vele tijdperken. De Salt Range heet zo omdat er gigantische lagen steenzout in de ondergrond voorkomen. Deels bestaan die uit een afwisseling van steenzout met rode mergel (marl). De laag met steenzout en rode mergel heet de Saline Series (oudere naam) of Salt Range Formation (nieuwere naam). Het zout wordt gewonnen voor het roze Himalayazout.

Figuur 1. Geological map and location (inset) of the Salt Range in Pakistan, based on the mapping of Gee (1945, pl. 1) with the locations of the principal sections bearing Cambrian fossils. Note that the Jhelum Group is largely cut out beneath the sub-Carboniferous unconformity in the western region. Place names are given in current transliteration. (figure 1 in Hughes 2019ⁱ)

De huidige opvatting van de geologie van de Salt Range staat in figuur 2. De Salt Range Formation is Pre-Cambrisch of deels uit het Onder Cambrium. Dit is het resultaat na veel discussie, en gedetailleerde veldkaarten.

De geschiedenis van de bestudering van de geologie van de Salt Range is te vinden in Schindewolf (1955ⁱⁱ), Cremo (2001ⁱⁱⁱ) en Hughes (2017^iv). Deze drie samenvattingen komen veelal overeen. Veel relevante artikelen over de geologie van de Salt Range en over de controverse zijn verschenen in de Proceedings of the National Academy of Sciences, India; deze artikelen zijn hier niet verkrijgbaar. Veelal moet ik afgaan op Schindewolf (1955) en Hughes (2017, 2019), die beiden plaatselijk onderzoek deden.

Figuur 2 Schema van de onderste aardlagen in de Salt Range, figuur 26 in Cozzi et al (2012)^v.

De studie van de geologie van de Salt Range begon met een publicatie van A.C. Wynne in 1878. Wynne beschreef de Saline Series als een sedimentaire laag waarboven een andere laag van rode zandsteen met fossielen van trilobieten aanwezig was. Wynne zag geen aanwijzingen voor verstoring, maar een normale opeenvolging van lagen. Dit duidde, gezien het type trilobieten in de Cambrische rode zandsteen van de Jhelum group, op Onder Cambrium of ouder voor de Saline Series.

Latere geologen, te beginnen met C.S. Middlemiss in 1878, hadden andere opvattingen. Er werd oa gedacht aan een overschuiving van Cambrische rode zandsteen over Tertiaire zoutlagen. In de jaren voor 1945 was er kennelijk een levendig debat, met veel steun voor een Tertiaire, Eocene oorsprong van de Saline Series. De voornaamste tegenstander van een Eocene oorsprong, en verdediger van een oorsprong in het Cambrium of nog ouder, was E.R. Gee. Gee stelde in langdurig veldwerk een gedetailleerde geologische kaart van de Salt Range samen; publicatie daarvan was in 1945 en 1947. Gee zag geen overschuiving maar bij elkaar passende opeenvolgende lagen: de Saline Series is dan Onder Cambrium of uit het Pre-Cambrium.

In het kader van de controverse Cambrium of Tertiair beschreef prof Birbal Sahni^vi in 1944 het resultaat van zijn bemonstering van het steenzout van twee plaatsen in de Saline Series, diep in de zoutmijnen. Hij rapporteerde het volgende in Nature^vii (volledig artikel bijgevoegd):

Figuur 3 Uit Sahni (1944)

Sahni geeft geen datering voor zijn microfossielen. Gezien de fragmenten van hout van bloeiende planten, zijn Sahni’s microfossielen van na het Krijt en mogelijk recent. Later in 1944 beschrijven Sahni & Trivedi^viii microfossielen uit steenzout en bandering afzonderlijk. In 1945 volgt publicatie van microfossielen uit monsters van nog meer gesteenten.

Kennelijk is het steenzout in water opgelost, en dreven de microfossielen op de oppervlakte. De uiterst summier omschreven methode is eenvoudig: oplossen in water of in verdund zoutzuur, en vele Brits Indische paleontologen volgen met eigen studies. Velen vinden overeenkomstige microfossielen, in vele verschillende gesteenten uit heel verschillende lagen.

Maar niet iedereen vindt microfossielen. Te lezen is de publicatie van D.C. Bhardwaj, Nature 1950^ix, die zijn methode nauwgezet beschrijft. Bhardwaj gaat tot het uiterste om contaminatie te voorkomen, en vindt geen microfossielen.

Van 1944-1947 was de controverse over de Tertiaire of Cambrische oorsprong van de Saline Series (ie de Salt Range Formation) op zijn felst. In 1944 en 1946 waren hierover symposia bij de jaarvergaderingen van de National Academy of Sciences, India. Daarna schijnt de discussie verzand te zijn: professor Sahni stierf in 1949, en Brits India viel uit elkaar in India en Pakistan. Het gevolg was dat de Salt Range in Pakistan lag, maar de belangrijkste onderzoekers in India werkten. Bovendien liet de gedetailleerde geologische kaart van de Salt Range die Gee in 1945 en 1947 publiceerde geen ruimte voor een overschuiving. Terwijl eerst vooral gedacht werd aan een overschuiving en de microfossielen dat idee ondersteunden, waren na ongeveer 1948 de microfossielen het enige dat voor een jonge datering van de Saline Series / Salt Range Formation pleitte.

Het Geologisch Institut van de Universität Tübingen had in de eerste jaren van de twintigste eeuw deelgenomen aan geologisch onderzoek in de Salt Range. In 1951/1952 bezochten O.H. Schindewolf en A. Seilacher van dit Geologisch Institut de Salt Range voor geologische en paleontologische studie. Hun verslag in de verslagen van de Akademie der Wissenschaften und der Literatur in Mainz is beschikbaar. Schindewolf en Seilacher zien geen overschuiving, en komen tot dezelfde conclusie als Gee: de Saline Series is Onder Cambrium of Pre-Cambrium. Ook voor Schindewolf en Seilacher zijn de microfossielen een probleem, niet langer een deel van een oplossing voor een ander probleem. Schindewolf en Seilacher namen monsters die in Duitsland op de aanwezigheid van microfossielen onderzocht werden. Er werd niets gevonden.

Schindewolf (1955) schrijft een 38 blz lange beoordeling van alle aspecten van de datering van Saline Series en de microfossielen. Schindewolf noemt drie mogelijkheden voor de microfossielen:

1 De plantenresten zijn recent, maar via spleten in het gesteente terecht gekomen.

2 De microfossielen vertegenwoordigen stof uit de lucht dat in het laboratorium op de vloeistof is terechtgekomen. Schindewolf citeert een artikel van Sitholey et al (1952), waarin dit met zoveel woorden gesuggereerd wordt. (Sitholey et al is hier niet beschikbaar).

3 Er bestonden in het Cambrium al bloeiende planten. Dit ging in 1952 en nu tegen alle andere waarnemingen in. Cremo (2001) geeft hier de voorkeur aan, en beschouwt het als in overeenkomst met het hindoeisme.

Figuur 4 Foto blz 406 Schindewolf 1955

Schindewolf gaf de voorkeur aan optie 2. Ten eerste was er het werk van Bhardwaj (1950), en andere onderzoekers die met uiterst zorgvuldig werk geen microfossielen vonden. Ten tweede was een ouderdomsbepaling van de microfossielen niet mogelijk, en konden zij ook recent zijn. Ten derde waren de gevonden microfossielen sterk overeenkomstig, ongeacht het gesteente waaruit ze afkomstig zouden zijn. Ten vierde waren er nooit macrofossielen gevonden waarvan de microfossielen afkomstig zouden zijn. Al met al, Sahni (1944) en een groot deel van zijn navolgers vonden contaminatie.

Hughes (2017) schreef een overzicht van raadsels die in de geologie van India gespeeld hadden. Bij die raadsels hoorde ook de Salt Range Formation. Hughes (2017) komt tot de conclusie dat het om contaminatie uit de lucht gaat:

“The organic–walled material recovered from the Salt Range Formation and associated units is therefore clearly a modern contaminant. Given that similar material was found in several different rock types and that there is no compelling evidence that this material was ever fossilized, the most likely source is modern organic dust particles introduced from the ambient environment, despite the efforts made by Sahni’s group to sterilize the samples.”

“Indeed, recognising recent plant cuticle contaminants is now a standard part of organic–walled microfossil processing (e.g. Butterfield & Grotzinger, 2012, p. 254). The situation with the Salt Range Formation organic contamination is thus analogous to the early days of the search for ancient DNA, in which modern contaminants were initially mistaken for ancient nucleic acids by some of the pioneers of this important new approach (see Hedges & Schweitzer, 1995; Woodward et al., 1994).”

Hughes (2017) noemt de studie van Schindewolf & Seilachter niet, Hughes (2019) noemt dat Schindewolf & Seilacher de microfossielen in 1955 als contaminatie opvatten.

Om op het boek van Van den Dikkenberg terug te komen, Van den Dikkenberg schrijft op blz 213, onder verwijzing naar de publicatie van Sahni (1944) in Nature:

“Ook in Indiase aardlagen (uit het Cambrium) zijn restanten van bloeiende planten aangetroffen⁵⁰”

Deze bewering is al in 1955 op goede gronden verworpen.

*************

Artikelen Sahni (1944) en Bhardwaj (1950), courtesy dr N.C. Hughes

No. 4203 May 20, 1950 NATURE 821

Examination of the Magnesian Sandstone 

Beds of the Punjab Salt Range for

Plant Micro-fossils

THIS note deals with the micro-fossil investigation

of a sample of magnesian sandstone carried on at

the instance of Prof. B. Sahni (then on tour in the

United States) in 1948. The work was done with the

view of checking the results quoted by Ghosh, Sen

and Bose1 referring to the recovery of carbonized

pieces of wood with uni- to multi-seriate bordered

pits from Magnesian Sandstone Sample 6292 collected

from the eastern part of the Salt Range.

Material. Sample S4 : a large slab of magnesian

sandstone, with fuccoid markings, collected by the

Geology Department, University of Lucknow, from

Circuit House Hill, Khewra Gorge, Salt Range, Punjab.

The rock is dull grey in colour, coarse grained,

compact and hard.

Technique. The rock sample did not show any

cracks or crevices. Small bits of rock were broken

from inside, ground and polished to avoid any foreign

body sticking to the surface. These pieces, which

usually weighed about 6 gm. for each maceration,

were exposed to a spirit lamp flame for half a minute

and put in a clean maceration jar. About 20 c.c.

of 4 per cent hydrochloric acid (filtered) was added,

and the jar kept under a bell jar. After a few days,

when the rock was completely broken down, the

remaining acid was centrifuged out and the macerated

material was further washed with filtered distilled

water to eliminate all traces of the acid. This

residue was then treated with ammonia for a day.

The alkali was later eliminated by washing and the

mate rial stained with a drop of Safranin. Excess

of Safranin was removed by repeated centrifuging.

Finally the residue was spread out in smears on a

number of clean slides under a glass cover. When

the smear was dry, the slides were mounted in Canada

balsam.

An exactly similar procedure was adopte d for

maceration with hydrofluoric acid. The maceration

was done in a platinum crucible. The excess of acid

was neutralized by a concentrate d solution of boric

acid (note by Sud, see B. Sahni2).

Every possible chance of external contamination

during maceration was avoided. All the glass apparatus

used was thoroughly cleaned by a concentrated

solution of chromic acid (potassium dichromate +

sulphuric acid) and afterwards washed with distilled

water. All the reagents used were filtered and stored

in clean dust-proof bottles inside a glass cabinet.

Each slide and coverslip was dipped in alcohol and

burnt before use. Staining with Safranin was done

to distinguish all unstained contaminated plant

matter in temporary and permanent preparations

from the stained mic ro-fossils of the rock. Before

staining, the technique required great care to avoid

any introduction of external plant material. Occasionally

a few dark grey or charred pieces of material

resembling carbonized pieces of organic fibres or

tracheids may be found sticking to the slides, due

to imperfect cleaning of slides and coverslips. Original

micro-fossils, on being treated with acid and alkali,

become lighter in colour and are also stained with

Safranin.

In all, more than fifty permanent preparations and

a number of smear slides were examined ; but no

micro-fossils were recovered. The results are negative

and do not show any evidence of a post-Cambrian age

for these rocks.

Discussion. At the outset, it is necessary to consider

the implications of the investigations of Ghosh3

and others4. In the Salt Range, a set of four conformable

Cambrian rocks lie over the Saline Series ,

namely, purple sandstone, Neobolus shale, magnesian

sandstone and salt-pseudomorph shales. Neobolus shale,

over which magnesian sandstone lies in perfect conformity,

is of Cambrian age by virtue of the presence of

Neobolus shells in the rock, and in magnesian sandstone

is found Stenoth eca, a mollusc of lower Cambrian

age. There is no record of the existence of land plants

during the Cambrian age. These rocks should there fore

be completely devoid of micro-fossils of the

nature of pieces of wood or spores of land plants.

Careful researches by Hsii5 on the purple sandstone,

and by Sahni, Lakhanpal and Bhardwaj on beds of

salt pseudomorphs8 , have revealed a complete absence

of any tertiary fossils in them. Ghosh and others,

however, have recovered tertiary plant micro-fossils

from all the beds of Cambrian series, including

Neobolus shale. This makes it difficult to reconcile

our findings with their work. The only explanation

of their find of tertiary plant remains in these rocks

of a Cambrian sequence would seem to be contamination

during investigation, or the use of cracked

and fissured samples.

D. C. BHARDWAJ

Birbal Sahni Institute of Palreobotany,

Lucknow.

July 20.

1 Ghosh, A. K., Sen, J., and Bose, A., Abs. Geo!. Sec. 35th Ind. Sci.

Cong. (I 948).

'Sahni, B., Proc. Nat. Acad. Sci. Ind., 16 (2-4), i-L (19!6).

'Ghosh, A. IC, and Bose, A., Nature, 160, 796 (1947).

'Gee, E. R., Symposium I, Proc. Nat. Acad. Sci. Ina., 14, (64), 269

(1944); 16, (2-4), 95 (1946).

'Hsii, J., Proc. Nat. Ai:ad. Sc,:. Ind., 16, (2-4), 92 (1946).

'Sahni, B., Lakhanpal, R. N., and Bhardwaj. D . C., "Are the Salt

Pseudomorph Beds in the Salt Range of Tertiary Age?" (in the

press).

**************

i Hughes, N.C., P.M. Myrow, S. Ghazid, N.R.McKenzie, D.F. Stockli & J.A. DiPietro, 2019. Cambrian geology of the Salt Range of Pakistan: Linking the Himalayan margin to the Indian craton. GSA Bulletin 131: 1095–1114; https://doi.org/10.1130/B35092.1 ; https://www.researchgate.net/publication/330951042_Cambrian_geology_of_the_Salt_Range_of_Pakistan_Linking_the_Himalayan_margin_to_the_Indian_craton

ii Schindewolf, O.H., 1955, Über die Altersstellung der Salzformation. Pp 400-438, in: Beiträge zur Kenntnis des Kambriums in der Salt Range (Pakistan), O.H. Schindewolf und A. Seilacher. Abhandlungen der Mathematisch-Naturwissenschaflichen Klasse 10: 261–446. Akademie der Wissenschaften und der Literatur in Mainz (gebonden UB Utrecht; monografie eigen bezit).

iii Cremo, M.A., 2001. Paleobotanical Anomalies Bearing on the Age of the Salt Range Formation of Pakistan: A Historical Survey of an Unresolved Scientific Controversy Presentation at XXI International Congress of History of Science, Mexico City, July 8-14, 2001 http://www.mcremo.com/saltrange.html

iv Hughes, N., 2017. Biostratigraphical dating conundrums in the Cambrian and earlier stratigraphy of the Indian subcontinent, The Palaeobotanist 66:1-15, 14 April 2017; Journal of Palaeosciences 66((1-2)):1-15; December 2017; DOI: 10.54991/jop.2017.275.https://www.researchgate.net/publication/363571515_Biostratigraphical_dating_conundrums_in_the_Cambrian_and_earlier_stratigraphy_of_the_Indian_subcontinent

v Cozzi, A., G. Rea & J. Craig, 2012. From global geology to hydrocarbon exploration: Ediacaran–Early Cambrian petroleum plays of India, Pakistan and Oman. Geological Society, London, Special Publications v.366, first published September 18, 2012; doi 10.1144/SP366.14. https://www.researchgate.net/publication/258646275_From_global_geology_to_hydrocarbon_exploration_Ediacaran-Early_Cambrian_petroleum_plays_of_India_Pakistan_and_Oman

vi https://en.wikipedia.org/wiki/Birbal_Sahni

vii Sahni, B. (1944) Age of the Saline Series in the Salt Range of the Punjab. Nature, 153: 462-463.

viii Sahni, B, & B.S. Trivedi (1944). Nature 154: 54

ix Bardwhaj, D.C., 1950. Examination of the magnesian sandstone beds of the punjab salt range for plant micro-fossils. Nature 165:821.