Hoe werkt plaattektoniek

De convectie in de mantel is de drijvende kracht achter de plaattektoniek. Heet materiaal nabij de kern van de Aarde stijgt op en koudere rotsen in de mantel zinken. Het is te vergelijken met een pan die op het fornuis staat te koken.

Ondertussen stellen geologen zich voor dat de platen boven deze kolkende massa zich gedragen als botsauto's; ze botsen herhaaldelijk, kleven aan elkaar en scheuren dan weer uit elkaar. Geologen noemen de plaatsen waar segmenten elkaar ontmoeten en delen de plaatgrenzen. Men denkt dat ze zich om de Aarde wikkelen als de naden op een honkbal.

Er zijn drie manieren waarop grenzen van platen samenkomen en elk veroorzaken ze een uniek geologisch kenmerk:

Convergerende grenzen treden op waar platen tegen elkaar aan botsen. Waar die platen elkaar ontmoeten brokkelt de aardkorst af en ontstaat er een bergketen. India en Azië bijvoorbeeld kwamen ongeveer 55 miljoen jaar geleden samen om het Himalayagebergte te vormen. En terwijl de platen steeds verder tegen elkaar aan worden gedrukt worden de bergen steeds hoger.

Geologen hebben ontdekt dat de Zwitserse Alpen sneller groeien dan dat ze door erosie kleiner worden. Wanneer de massa van een berg echter te groot wordt om de zwaartekracht te weerstaan zal hij ophouden te groeien. Ook erosie belemmert de groei van bergen door ze af te slijten. Onderzoek heeft uitgewezen dat bergen sneller kunnen groeien en erosie meestal niet wint.

Maar convergerende platen botsen niet altijd naar boven. Soms botst een oceaanplaat (die is gemaakt van een dichter gesteente dan landmassa) met een continentale plaat. In dit geval duikt deze onder de andere plaat (geologen noemen dit een subductie). Die plaat daalt vervolgens af in de aardmantel, de laag onder de korst, smelt in het hete magma van de mantel en wordt weer tijdens een vulkaanuitbarsting uitgespuwd. Veel spectaculaire vulkanen vinden we langs deze subductiezones zoals de 'ring of Fire' rond de Stille Oceaan.

Ring of Fire

Als twee oceanische platen samenkomen ontstaat er een diepe greppel zoals de Marianentrog in het noordelijke deel van de Stille Oceaan. Men neemt aan dat zich in deze trog het diepste punt op Aarde bevindt. Dit soort botsingen kunnen ook leiden tot onderwatervulkanen.

Zoals de naam al zegt zijn divergerende grenzen tektonische grenzen waar platen divergeren oftewel uit elkaar worden getrokken. Deze beweging creëert gigantische troggen op het land zoals de Oost-Afrika Kloof. In de oceaan zorgt dit proces voor mid-oceanische ruggen. Heet magma uit de aardmantel welt omhoog op deze richels en vormt daar een nieuwe oceaankorst en duwt de platen verder uit elkaar. Onderwaterbergen en vulkanen kunnen langs deze naad opstijgen en in sommige gevallen eilanden vormen. De Mid-Atlantische Rug loopt bijvoorbeeld rechtstreeks door IJsland.

Het laatste type plaatgrens, de transforme grenzen, komt voor waar platen zijwaarts bewegen ten opzichte van elkaar. Het is de glijdende beweging van plaatgrenzen die veel aardbevingen veroorzaakt. De San Andreabreuk in Californië, waar de tektonische platen van Noord-Amerika en de Stille Oceaan met een grotendeels horizontale beweging langs elkaar slijpen is een van de beroemdste voorbeelden van een transforme grens.

Tektonische platen bewegen met een snelheid van 3 tot 5 centimeter per jaar. Dat is ongeveer even snel als je vingernagels groeien!

San Andreas-breuk: Bij Thousand Palms Oasis loopt de San Andreas-breuk zigzaggend tussen de bomen

Hoeveel platen zijn er?

Omdat de Aarde bolvormig is worden de tektonische of lithosferische platen in tientallen gebogen secties gebroken. Dat is vergelijkbaar met een gebarsten eierschaal). Elke plaat varieert van een paar honderd tot duizenden kilometers in grootte en wordt, afhankelijk van de grootte gecategoriseerd als 'groot', 'klein' of 'micro'.

Er worden 7 grote platen onderscheiden: de Noord-Amerikaanse, de Pacifische, de Euraziatische, de Afrikaanse, de Indo-Australische, de Zuid-Amerikaanse en de Antarctische tektonische plaat. Er zijn aanwijzingen dat de Indo-Australische plaat de afgelopen 10 miljoen jaar is gebarsten waardoor een afzonderlijke Indiase plaat en een Australische plaat zijn ontstaan. Het aantal platen bedraagt dus eigenlijk acht.

Of er nu 7 of 8 platen zijn, de Pacifische plaat blijft met een oppervlakte van ongeveer 103.000.000 vierkante kilometer de grootste. Deze plaat bevindt zich op de bodem van de oceaan.

Onder de kleinere platen bevinden zich o.a. de Arabische plaat, de Caribische plaat, de Kokos plaat, de Nazca plaat, de Filipijnse plaat, de Scotia plaat en anderen. Dan zijn er nog talloze micro platen verdeeld over de wereld.

De jonge Aarde en het eerste bewijs van plaattektoniek

De leeftijd van de Aarde wordt geschat op 4,54 miljard jaar maar de korst van de oceanen wordt bij de subductiezones steeds gerecycled. Dit betekent dat de oudste zeebodem ongeveer 200 miljoen jaar oud is. Het oudste oceanische gesteente wordt gevonden in het noordwesten van de Grote Oceaan en het oosten van de Middellandse Zee. Fragmenten van de continentale korst zijn veel ouder. In Groenland zijn stukken gevonden van minstens 3,8 miljard jaar oud.

Met aanwijzingen die zijn achtergelaten in rotsen en fossielen kunnen geologen de geschiedenis van de continenten van de Aarde reconstrueren. De meeste wetenschappers denken dat de moderne plaattektoniek het ongeveer 3 miljard jaar geleden heeft overgenomen van eerdere planetaire ontwikkelingen. Dit is gebaseerd op oude magma's en mineralen die in die periode in gesteenten zijn bewaard. Onderzoekers hebben echter aanwijzingen gevonden dat plaattektoniek al zo'n 4 miljard jaar actief zou kunnen zijn.

Belangrijkste moderne platen

Platen in Europa

Ongeveer 300 miljoen jaar geleden ontstond een meer recent supercontinent dat we Pangaea noemen. Afrika, Zuid-Amerika, Noord-Amerika en Europa nestelden zich tegen elkaar waardoor er een karakteristiek patroon van fossielen en gesteenten achterbleef toen Pangaea uit elkaar viel. De puzzelstukjes die Pangaea achterliet, van fossielen tot bijpassende kustlijnen langs de Atlantische Oceaan, waren de eerste aanwijzingen dat de continenten van de Aarde bewegen.

Pangae

Breuklijnen in Europa

Men onderscheidt drie soorten breuken (zie figuur hieronder):

• een opschuivende breuk, Engels: thrust fault of thrust is een breuk die compressie aantoont
• een afschuivende breuk, Engels: normal fault is een breuk die extensie aantoont
• een zijschuivende breuk, Engels strike-slip fault is een breuk die zijschuiving aantoont

Soorten breuken

Breuklijnen in Europa

Breuklijnen in Europa