Het ontstaan van de bodem
We beginnen met het ontstaan van de Utrechtse heuvelrug, hetgeen de eigenlijke stuwwal(4, Saalien) is. Aan de zuidzijde werd de spoelzandwaaier (3, Saalien) en aan de noordzijde het hellingzand (10, Weichselien) gevormd. Het geheel noemen we het stuwwallandschap. Het reliëf van de stuwwal is wisselend, maar kenmerkend zijn tijdens deze wandeling de steile hellingen. Het dorp Leersum ligt zowel op de stuwwal, op de spoelzandwaaier, als op het dekzand.
Om te weten hoe deze gronden zijn ontstaan, moeten we 200 000 jaar in de tijd teruggaan naar het begin van de ijstijd (Saalien). In die tijd vormde zich een aaneengesloten ijskap, dat landijs wordt genoemd. Het landijs drong zo' n 150 000 jaar geleden door tot in onze omgeving. De ijskap splitste zich onderweg in diverse ijstongen (gletsjers). De gletsjers van het landijs drongen hier door in het oerdal van de Eem (Gelderse Vallei). Door de geweldige kracht van de ijsmassa werd het oerdal verbreed en dieper uitgeschuurd. Aan beide zijden van de 100 meter hoge, misschien wel 200 meter hoge gletsjer, werd vooral grindhoudend grof zand omhoog gedrukt (gestuwd). Aangezien de bodem toen vele meters dik bevroren was, brak de bodem in lagen uiteen en werden deze dakpansgewijs over elkaar geschoven. Het gevolg was dat na het afsmelten een scheve gelaagdheid in de bodem ontstond. Deze vorming wordt een stuwwal genoemd. De gletsjer is in een later stadium over de stuwwal geschoven en heeft deze enigszins afgetopt. Dat de gletsjer over de stuwwal is geschoven, blijkt uit het voorkomen van bijv. zwerfstenen op de stuwwal.
Aan het eind van het Saalien ongeveer 120 000 jaar geleden smolt het landijs. Daardoor stroomde er veel smeltwater over de stuwwal. Dit veroorzaakte veel erosie. Aan de zuidzijde werd o.a. veel zand en grind van de ontdooide bovenlaag gedurende een lange periode met het smeltwater meegevoerd en waaiervormig aan de voet van de stuwwal afgezet. Het gebied met deze dikke lagen spoelzand wordt een spoelzandwaaier of sandr genoemd. Aan de noordzijde verliep de erosie op een andere wijze. Nadat het landijs bovenop de stuwwal was gesmolten, ging de dooi gewoon verder. Er vormde zich een meer tussen de stuwwal en de gletsjer. Hierin kwamen verschillende afzettingen tot stand. Toen de gletsjer geheel was gesmolten, verdwenen deze afzettingen in het dal van de Gelderse Vallei. Het landijs stuwde niet alleen vnl. zand en grind omhoog, maar bracht hier ook zwerfstenen en keileem. Keileem is ontstaan onder de ijskap, toen deze over klei, zand en stenen naar ons land schoof. Dit geheel werd vermalen en wordt vanwege het hoge leemgehalte en de vele stenen keileem genoemd. Dit is de grondmorene van de ijskap. Deze keileem is aan het oppervlak door erosie vrijwel geheel verdwenen. In de ondergrond van de Gelderse Vallei wordt de keileem wel aangetroffen. Met de grondmorene en in het onderste deel van de ijskap zijn stenen, de zgn. zwerfstenen meegevoerd. Van deze stenen is de herkomst te bepalen. Het blijkt dat de zwerfstenen op de Heuvelrug veelal uit midden Zweden komen, maar vuursteen werd vanuit Denemarken meegevoerd. Het grindhoudende zand komt van de Midden_Europese bergen en is hier voor de komst van het landijs afgezet.
Na het zeer koude Saalien kwam er een warmere periode. Deze kennen we als de Eemtijd (70 000 tot 120 000 jaar geleden). Door het afsmelten van het landijs steeg de zeespiegel en er ging weer bos groeien.
Daarna werd het klimaat geleidelijk weer kouder en er kondigde zich een nieuwe ijstijd (Weichselien 10 000 tot 70 000 geleden) aan. Het landijs breidde zich uit, maar bereikte Nederland niet. Het landijs bleef bij Hamburg steken en heeft dan ook geen afzettingen nagelaten. Toch heeft deze periode een sterk stempel op het huidige landschap gedrukt. De stuwwal en riviervlakte was in deze periode een erosiegebied. Koude perioden werden door warme afgewisseld. Bij koud weer was de grond tot een diepte van meer dan tien meter bevroren en het landschap was arm aan vegetatie. In de warme perioden was de bodem met vegetatie bedekt.
In een koude periode was de ondergrond permanent bevroren. In de zomer dooide de bovenlaag en ontstond er een modderpoel. In het hellende terrein kwam de modderbrij met hard bevroren brokken naar beneden en werd aan de voet van de stuwwal afgezet. Deze afzetting wordt hellingzand genoemd. Dit materiaal ligt aan het oppervlak of is later door jongere afzettingen afgedekt. Het hellingzand bevindt vnl. zich aan de noordzijde van de stuwwal.
De neerslag en het smeltwater konden niet in de bevroren ondergrond wegzakken en stroomden aan het oppervlak af. Het water zocht de laagste delen op en vormde beekjes. Het water uit deze beekjes sneed telkens opnieuw in de bevroren ondergrond. Daarbij werd zand en grind meegevoerd en waaiervormig afgezet in de dalmond. Een dergelijke beek wordt een sneeuwsmeltwaterdal of droog dal genoemd. In de stuwwal zijn deze dalen diep en in de spoelzandwaaier ondiep ingesneden.
Zeer belangrijk uit deze periode is het door de wind afgezette dekzand. Deze dankt haar naam aan het feit dat dit zand in Nederland een groot deel van de oudere afzettingen heeft afgedekt. Het dekzand is in verschillende perioden afgezet en wordt onderscheiden in Oud dekzand I en II én in Jong dekzand I en II. Gedurende de afzetting van het Oud dekzand II, dat in de ondergrond wordt aangetroffen, heerste er een landklimaat. Op de diep bevroren bodem groeide vrijwel geen vegetatie. Daardoor kregen wind_ en sneeuwstormen vat op de bodem, het zand ging stuiven en werd afgezet aan een nat oppervlak. Nadien was er gedurende ca. duizend jaar een relatief warmere periode. Daarna werd het klimaat weer droger en duidelijk kouder. De begroeiing verdween weer en er werd veel zand door de wind verplaatst. Dit zand behoort tot het Jong dekzand I. Dit zand is grover en bevat minder leem dan het oude dekzand. Daarna volgde een relatief warmere periode, waarin de begroeiing zich herstelde. Aan het eind van deze periode werd het klimaat slechter en veel bossen stierven af. Er ontstonden daarna grote bosbranden. Er wordt wel verondersteld dat deze aangestoken zijn door mensen uit de oude steentijd. Anderen denken dat dit te maken heeft met vulkaanuitbarstingen in de Eifel. De resten van deze branden vinden we nu nog in de ondergrond in een laagje met veel houtskoolbrokjes. Deze vormt de grenslaag tussen Jong dekzand I en II. Daarna brak voor de laatste keer een koude periode aan. De geschiedenis herhaalde zich, want de begroeiing verdween wederom en er werd Jong dekzand II afgezet.
Ongeveer 10 000 jaar geleden verbeterde het klimaat (Holoceen) en de vegetatie heeft zich tot op heden hersteld. Door de toename van de bevolking werd de behoefte aan heide en bouwland steeds groter. Daardoor werd de behoefte aan strooisel voor de stal en heide om schapen te weiden zeer groot. Door ploegen van het vegetatiedek, afplaggen van de heide en weiden van het vee werd de vegetatie sterk aangetast. De wind kreeg vat op de dekzandruggen. Op vochtige plaatsen kon de vegetatie zich handhaven. Het verstuivende zand werd hier vastgelegd en er ontstonden landduinen. De verstuiving hield tijdelijk op en de vegetatie kon zich herstellen. Bij toenemende verstuiving stierf de begroeiing af en er ontstonden laagjes met iets humus. Deze laagjes werden weer afgedekt met laagjes humusarm stuifzand. Dit proces herhaalde zich vele malen. De voormalige ruggen werden een uitgestoven laagte en het lagere, natte deel een opgestoven hoogte. Hier is in de uitgestoven laagte nog wat stuifzand afgezet, waardoor de vlakke ligging is verdwenen.
