Heb je er ooit over nagedacht hoe het oppervlak van onze planeet gedurende miljoenen jaren is gevormd? Het antwoord ligt in het concept van platentektoniek. Platentektoniek is een theorie die suggereert dat de lithosfeer bestaat uit massieve platen die met elkaar in wisselwerking staan. De op elkaar inwerkende platen vormen geomorfologische structuren zoals bergen en oceaanruggen. Dat is echter niet alles. Platentektoniek veroorzaakt ook dodelijke aardbevingen en vulkaanuitbarstingen.
Wat is platentektoniek?
Platentektoniek is een wetenschappelijke theorie die de beweging en het gedrag van de lithosfeer van de aarde beschrijft. Het is gebaseerd op het idee dat de lithosfeer bestaat uit verschillende grote en kleine platen die constant in beweging zijn. Deze platen kunnen naar elkaar toe, van elkaar af of langs elkaar schuiven. Platentektoniek is verantwoordelijk voor het creëren van bergen, aardbevingen en vulkanen, evenals het vormgeven van het aardlandschap gedurende miljoenen jaren.
De theorie van platentektoniek heeft drie hoofdcomponenten. De eerste component is continentale drift, wat suggereert dat de continenten ooit een enkele landmassa waren en sindsdien uit elkaar zijn getrokken. Dit idee werd voor het eerst voorgesteld door Alfred Wegener in 1912. De tweede component is het verspreiden van de zeebodem, wat verklaart hoe nieuwe oceanische korst wordt gecreëerd op mid-oceanische ruggen en van deze ruggen wordt weggeduwd door de beweging van de omliggende platen. Deze theorie is in de jaren zestig ontwikkeld door Harry Hess en Robert Dietz.1 De derde component zijn plaatgrenzen, de gebieden waar verschillende platen samenkomen.
Soorten plaatgrenzen
Er zijn drie soorten plaatgrenzen: divergente grens, convergente grens en transforme grens.2
Divergente plaatgrenzen zijn gebieden waar platen van elkaar weg bewegen. Deze beweging creëert een opening of spleet tussen de platen, waardoor magma uit de mantel omhoog kan komen en kan stollen tot een nieuwe korst. Dit proces wordt zeebodemspreiding genoemd. De Oost-Afrikaanse kloof en het IJslandse plateau zijn twee voorbeelden van divergente plaatgrenzen.
Convergente plaatgrenzen zijn gebieden waar platen naar elkaar toe bewegen. Wanneer twee platen elkaar ontmoeten, zinkt de ene plaat meestal onder de andere in een proces dat subductie wordt genoemd. Dit creëert een diepe geul en kan leiden tot vulkaanuitbarstingen en aardbevingen. De Himalaya, waar de Indiase plaat botst met de Euraziatische plaat, en de Japanse loopgraaf, waar de Pacifische plaat onder de Euraziatische plaat zakt, zijn twee voorbeelden van convergente plaatgrenzen.
Transforme plaatgrenzen zijn gebieden waar platen horizontaal langs elkaar schuiven. Deze grenzen worden geassocieerd met grote fouten, die aardbevingen kunnen veroorzaken. De Noord-Anatolische breuk in Turkije en de San Andreas-breuk in de Verenigde Staten zijn twee voorbeelden van transdorme plaatgrenzen, waarbij tektonische platen horizontaal langs elkaar schuiven.
Oorzaken van plaatbeweging
De beweging van tektonische platen is een geologisch proces dat het oppervlak van onze planeet heeft gevormd. Deze beweging wordt beïnvloed door verschillende krachten die ervoor zorgen dat de platen verschuiven, botsen en scheiden.
Mantelconvectie: Een van de belangrijkste redenen voor plaatbeweging is mantelconvectie. De mantel is de hete, gesmolten gesteentelaag tussen de aardkorst en de kern. Terwijl het wordt verwarmd door de kern, stijgt het naar de oppervlakte en neemt tektonische platen met zich mee. Terwijl de platen over de mantel bewegen, worden ze uit elkaar geduwd of samengebracht, afhankelijk van de richting van de convectiestromen.
Zwaartekracht: De zwaartekracht van de aarde zorgt ervoor dat tektonische platen samenkomen of van elkaar weg bewegen. Deze beweging resulteert in de vorming van convergente of divergente grenzen. Wanneer platen samenkomen, kunnen ze bergketens creëren of vulkaanuitbarstingen veroorzaken. Wanneer ze uiteenlopen, kan dit leiden tot het ontstaan van spleetvalleien en oceaanruggen.
De rotatie van de aarde: De platen bewegen rond de planeet als gevolg van de rotatie van de aarde, waardoor nieuwe grenzen worden gevormd of bestaande worden herconfigureerd.
Externe krachten: Externe krachten zoals asteroïde-inslagen of gletsjerbewegingen kunnen ook de plaatbeweging beïnvloeden. De inslag van asteroïden kan aardbevingen veroorzaken en nieuwe grenzen creëren, terwijl het gewicht van gletsjers de aardkorst kan drukken, wat resulteert in veranderingen in de verdeling van tektonische platen.
Continental Drift
In 1912 stelde een Duitse wetenschapper genaamd Alfred Wegener iets radicaals voor. Het viel hem op dat de kustlijnen van Zuid-Amerika en Afrika als puzzelstukjes perfect in elkaar passen.3 Dit bracht hem ertoe te suggereren dat de twee continenten ooit met elkaar verbonden waren. Maar helaas werd zijn theorie aanvankelijk verworpen door de wetenschappelijke gemeenschap. Waarom? Omdat ze niet konden verklaren hoe de continenten konden bewegen.
Foto: Fama Clamosa (Wikimedia) ©️CC BY-SA 4.0
De dingen veranderden echter toen soortgelijke fossielen op verschillende continenten werden gevonden. Zo werd de Mesosaurus, een oud reptiel, ontdekt in zowel Zuid-Amerika als Afrika, wat aangeeft dat de continenten ooit met elkaar verbonden waren. Bovendien werden rotsen van dezelfde leeftijd en samenstelling gevonden aan weerszijden van de Atlantische Oceaan. Dit alles ondersteunde het idee dat ze ooit deel uitmaakten van dezelfde landmassa.
Dus, hoe bewogen de continenten? Het mechanisme achter continentale drift is platentektoniek. De aardkorst bestaat uit verschillende grote platen die constant in beweging zijn. Wanneer deze platen botsen, ontstaan bergketens en vulkanische activiteit. Omgekeerd, wanneer platen uit elkaar bewegen, kunnen ze spleetvalleien en oceaanruggen creëren.
De beweging van continenten heeft een aanzienlijke impact gehad op het klimaat en de ecosystemen op aarde. Naarmate de continenten zijn verschoven, hebben ze het patroon van oceaanstromingen veranderd en daarmee de wereldwijde klimaatpatronen beïnvloed. De beweging heeft ook de evolutie van verschillende ecosystemen in verschillende delen van de wereld mogelijk gemaakt door soorten geïsoleerd te laten evolueren.
Wat zijn de aardplaten?
Het oppervlak van onze planeet is verdeeld in zeven enorme puzzelachtige stukken die tektonische platen worden genoemd. Elke plaat is vernoemd naar het continent of de oceaan waar hij grotendeels onder ligt.
Foto: United States Geological Survey
De Pacifische plaat is de grootste van alle platen. Het beslaat ongeveer een derde van het aardoppervlak. Het wordt omringd door de Pacific Ring of Fire, een gebied met veel vulkanische activiteit en aardbevingen. Deze plaat is ook verantwoordelijk voor de vorming van de Hawaïaanse eilanden.
De Noord-Amerikaanse plaat ligt grotendeels onder Noord-Amerika, inclusief de VS, Canada en sommige delen van Mexico. Het strekt zich uit tot in de Atlantische Oceaan en bedekt Groenland. De San Andreas-breuk in Californië markeert de grens tussen de Noord-Amerikaanse en Pacifische platen.
De Euraziatische plaat beslaat het grootste deel van Eurazië, inclusief het Verenigd Koninkrijk, continentaal Europa, Rusland en China. Het strekt zich ook uit tot in de Noordelijke IJszee en de Atlantische Oceaan. De botsing tussen de Indiase plaat en de Euraziatische plaat vormde het Himalaya-gebergte.
De Afrikaanse plaat ligt onder Afrika, Madagaskar en delen van de Atlantische Oceaan. De Zuid-Amerikaanse plaat en de Afrikaanse plaat bewegen van elkaar weg bij de Mid-Atlantische Rug. De Mid-Atlantische Rug heeft de Atlantische Oceaan gecreëerd.
De Antarctische plaat bevindt zich grotendeels onder Antarctica en de omringende oceaanbodem. Het interageert met de Pacifische plaat bij de Pacific-Antarctic Ridge, waar de twee platen van elkaar weg bewegen.
De Indo-Australische plaat, die het Indiase subcontinent, Australië en delen van Zuidoost-Azië beslaat, werd gevormd toen de Indiase en Australische platen tijdens het Eoceen samensmolten. Het wordt begrensd door de Mid-Indian Ridge, waar de plaat weg beweegt van de Afrikaanse plaat.
Ten slotte ligt de Zuid-Amerikaanse plaat grotendeels onder Zuid-Amerika, inclusief delen van de Atlantische en Stille Oceaan. Het Andesgebergte werd gevormd door de botsing van de Zuid-Amerikaanse plaat met de Nazca-plaat langs een convergerende grens.
Tektonische gebeurtenissen: aardbevingen en vulkaanuitbarstingen
De interactie tussen tektonische platen is een cruciale factor die aardbevingen beïnvloedt, die optreden wanneer de aardkorst plotselinge en snelle bewegingen ondergaat.
Terwijl tektonische platen bewegen, bouwt zich spanning op in de aardkorst, en dit kan leiden tot het ontstaan van fouten. Deze fouten zijn breuken in de aardkorst waarbij rotsen aan weerszijden van de breuk ten opzichte van elkaar bewegen. Wanneer de spanning in de aardkorst te groot wordt, kunnen de rotsen langs een breuklijn plotseling verschuiven, waardoor energie vrijkomt in de vorm van seismische golven. Het is dit plotselinge vrijkomen van energie dat aardbevingen veroorzaakt.
Het type aardbeving dat optreedt, is afhankelijk van het type plaatgrens waar de aardbeving plaatsvindt. Bij divergente grenzen zijn aardbevingen over het algemeen minder ernstig omdat de beweging van de platen langzaam en geleidelijk is. Omgekeerd kunnen aardbevingen bij convergente grenzen buitengewoon krachtig zijn omdat de platen naar elkaar toe bewegen, waardoor een veel grotere opbouw van stress ontstaat. De subductie van de ene plaat onder de andere bij convergente grenzen kan ook vulkaanuitbarstingen veroorzaken, wat een ander soort geologisch gevaar is.
De beweging van tektonische platen heeft ook een aanzienlijke invloed op vulkanisme. Vulkanische activiteit wordt vaak in verband gebracht met plaatgrenzen, met name convergente grenzen waarbij de ene plaat onder de andere wordt geplaatst. Transforme grenzen en divergente grenzen kunnen ook vulkanische activiteit veroorzaken, hoewel dergelijke gebeurtenissen er minder vaak mee worden geassocieerd.
- “History of Ocean Basins“, Harry HESS, Petrologic Studies, A. E. J. Engel, Harold L. James, B. F. Leonard, Geological Society of America, 1962[↩]
- “The Little Book of Planet Earth”, Rolf MEISSNER, Copernicus, 2002nd edition, ISBN: 978-0387952581[↩]
- “The History of Continental Drift – Alfred Wegener”, archived from bbm.me.uk[↩]