Planeet Aarde in beweging

De Aarde is geen solide onbeweeglijke brok steen. Integendeel. Het is een roerige massa die bestaat uit verschillende lagen. Deze lagen liggen rond een kern die ook wel de barysfeer wordt genoemd. Wetenschappers denken dat de kern van de Aarde hard is en uit een nikkel-ijzerlegering bestaat.

De buitenste laag van de Aarde, ook wel de aardkorst genoemd, is de lithosfeer of steenschaal. Deze is koud en hard. Tussen de barysfeer en de lithosfeer ligt nog de asthenosfeer. Deze bestaat uit een taaie, vloeibare buitenmantel en een vaste binnenmantel.

Voortdurende veranderingen

De aardkorst bestaat uit zeven grote en tien kleine tektonische platen of schollen. Deze zijn allemaal zo’n 80 kilometer dik. De onderliggende asthenosfeer beweegt langzaam, omdat deze uit half gesmolten materiaal bestaat. De schollen die op de asthenosfeer drijven, bewegen zelf ook. Dit komt zowel door de wrijving tussen de verschillende lagen als door de zwaartekracht. Daardoor verschuiven de schollen langzaam in verschillende richtingen en wordt op deze manier het oppervlak van de Aarde veranderd.

Schollentektoniek

De term tektoniek stamt uit het Grieks (tektonikós: bouwwerk) en wordt veel gebruikt voor de tak van de geologie die de bewegingen en veranderingen op het vaste oppervlak van een planeet bestudeerd. Bij schollentektoniek gaat het specifiek om de studie van de bewegingen van de schollen of platen op de aardkorst.

Lang dacht men dat de verdeling tussen land en water op aarde een vaste structuur was. In 1912 was het Alfred Wegener (1880-1930), een Duits meteoroloog en aardwetenschapper, die als eerste stelde dat de continenten op Aarde konden bewegen. Hij had ontdekt dat de continenten die nu uit elkaar zijn gedreven en worden gescheiden door een oceaan (zoals bijvoorbeeld Afrika en Zuid-Amerika) als puzzelstukjes in elkaar leken te passen. Aanvankelijk werd Wegener uitgelachen, vooral omdat hij zijn theorie niet verder kon onderbouwen of bewijzen.

Toen de Amerikaanse fysisch chemicus William Frank Libby (1908-1980) in 1940 een manier ontdekte om voorwerpen te dateren door middel van de C14- of koolstofdatering bracht dit een revolutie teweeg in allerlei wetenschappelijke disciplines, maar vooral in de archeologie, geologie en paleontologie. Vanaf toen waren wetenschappers in staat fossielen en voorwerpen niet alleen te herkennen, maar ook te precies te dateren. Een overvloed aan gelijksoortige plantaardige en dierlijke fossielen werd gevonden langs de kustlijnen van continenten waarvan Wegener al had beweerd dat ze ooit aan elkaar hadden gezeten. Uiteindelijk bleek hij niet alleen gelijk te hebben gehad, maar dat het verhaal nog verder ging: al deze fossielen wezen er duidelijk op dat de Aarde ooit maar één landmassa had gekend, te weten het supercontinent Pangea. Rotslagen op verschillende continenten vertonen namelijk zoveel overeenkomsten dat ze ooit wel aan elkaar moeten hebben gezeten.

Wat doen de schollen?

Het vloeibare deel van de Aarde is aan convectie onderhevig: het stijgt op en verspreidt zich. Daardoor komt de lithosfeer in beweging en schuiven de enorme schollen langs elkaar met convergerende, divergerende en transforme bewegingen.

Bij convergentie bewegen de schollen naar elkaar toe. Ze botsen dan, waarna de ene school onder de andere schuift. Vindt dit plaats bij een continentale en een oceanische schol, dan zal deze laatste onderop belanden. Er ontstaat dan een geul in de Oceaan, terwijl het land omhoog wordt gedrukt.
Divergerende schollen bewegen van elkaar af. Daardoor stroomt vloeibaar gesteente in het ontstane gat en koelt af. Op deze wijze wordt er nieuw materiaal aan de aardkorst toegevoegd. Dit proces wordt ook wel zeebodemspreiding genoemd.
Bij een transforme beweging schuiven de schollen horizontaal langs elkaar. Ze veroorzaken veel wrijving, maar de hoeveelheid land blijft hetzelfde.

Er verdwijnt op deze wijze materiaal van de aardkorst en er komt materiaal bij. Dit materiaal moet zich wel steeds een weg zoeken, aangezien de Aarde niet groter of kleiner wordt. Het formaat van de planeet blijft gelijk, alleen het oppervlak verandert.

Gevolgen van de bewegende continenten

Het bewegen van enorme schollen heeft zowel tot bijzonder fascinerende natuurverschijnselen geleid als enorme catastrofes veroorzaakt voor de bewoners van het betreffende gebied in de vorm van aardbevingen of vulkaanuitbarstingen.

Zo is de hoogste bergrug op Aarde, de Himalaya, ontstaan uit een botsing van twee convergerende schollen die niet over elkaar schoven, maar tegen elkaar botsten. Het zijn de Indiase plaat en de Euraziatische plaat die hier elkaar verkreukeld hebben.
De Nascarug in Zuid-Amerika daarentegen convergeert met de Zuid-Amerikaanse plaat waardoor het Andesgebergte nog verder omhoog wordt gedrukt. Dit proces verloopt langzaam, maar veroorzaakt wel regelmatig aardbevingen op dit continent.
Ook veel actieve vulkaanketens (waaronder de Vuurring rond de Grote Oceaan) zijn ontstaan door convergentie van de diverse schollen in dit reusachtige gebied.
De Marianentrog ten oosten van de Filippijnen ontstond ooit uit de convergentie van een snelle en een langzaam bewegende schol. De geul van de Challenger Deep is dieper dan de Mount Everest hoog is.
De Mid-Atlantische Rug, een onderzeese bergketen in de Atlantische Oceaan, loopt van de Noordelijke IJszee (ten noorden van IJsland) tot aan het zuidelijkste deel van Afrika en is ontstaan door divergentie. De onderzeese bergketen scheidt de Euraziatische en Afrikaanse schollen in het oosten van de Noord- en Zuid-Amerikaanse schollen in het westen.
Omdat deze schollen langzaam uit elkaar drijven (ongeveer 2-2,5 centimeter per jaar) wordt IJsland - het enige vasteland van de bergketen dat boven water uitsteekt - elk jaar een beetje groter.
De San Andreas Breuk in het westen van de Verenigde Staten is een voorbeeld van transforme schollenbeweging en wel tussen de Pacifische Plaat en de Noord-Amerikaanse plaat. Beide schollen bewegen in noordwestelijke richting, maar de Pacifische Plaat beweegt iets sneller dan de Noord-Amerikaanse. Door de enorme wrijving waarmee dit gepaard gaat, verloopt dit langs elkaar schuiven niet geleidelijk, maar in plotselinge stappen. De energie van deze frictie veroorzaakt steeds kleine of grote aardbevingen in het rondom liggende gebied.

Kan de schollentektoniek worden voorspeld?

Veel van de platen op Aarde bewegen met verschillende snelheden, maar deze zijn wel meetbaar. Men doet dit door bijvoorbeeld veranderingen in magnetische velden op de oceaanbodem te registreren, of door de afstanden te bepalen tussen rotsformaties waarvan men sterk vermoedt dat deze ooit aan elkaar vast hebben gezeten. De schollentektoniek wordt behalve op de grond ook vanuit de ruimte gemeten door een groot aantal satellieten.

Links: Mid-Atlantische Rug op IJsland.

Door de schollen en nauwkeurig te observeren en hun verleden te analyseren, kunnen wetenschappers redelijk voorspellen in welke richting de verschillende continenten zich zullen bewegen, maar precies bepalen waar en wanneer er een aardbeving of vulkaanuitbarsting door zal plaatsvinden, is nu nog lang niet mogelijk.

Doordat de apparatuur voor het onderzoek van de schollen echter steeds geavanceerder wordt en men steeds meer inzicht krijgt in de schollentektoniek, groeit de kennis en het begrip ervan sterk. Wie weet, wellicht kan men in de toekomst ooit wel precies voorspellen waar en wanneer de Aarde ‘zijn platen zal schudden’ en wat de gevolgen daarvan voor de mens zullen zijn.

Voor meer informatie of boeken, zie bijvoorbeeld: aardbevingen of vulkanen.