Als je op de grond staat, lijkt het erg hard en stabiel onder je voeten. Alle bergen die je ziet, zien er solide en onveranderlijk uit. De waarheid is echter dat de landvormen van de aarde in de loop van miljoenen jaren vele malen zijn veranderd en verplaatst. Deze landvormen bevinden zich op wat wordt gedefinieerd als tektonische platen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De definitie van tektonische platen voor kinderen houdt in dat de aardkorst wordt beschouwd als grote platen die over een vloeibare mantel bewegen. Bergen vormen en aardbevingen schudden op tektonische plaatgrenzen, waar nieuwe landvormen opkomen en vallen.
Wat is de definitie van een tektonische plaat?
Om tektonische platen te definiëren, kun je het beste beginnen met een beschrijving van de componenten van de aarde. De aarde heeft drie lagen: de korst, de mantel en de kern. De korst is het aardoppervlak, waar mensen leven. Dit is het harde oppervlak waarop u elke dag loopt. Het is een dunne laag, dunner onder de oceaan en dikker op plekken waar bergketens zijn, zoals de Himalaya. De korst dient als isolatie voor het centrum van de aarde. Net onder de korst is de mantel stevig. Het vaste deel van de mantel in combinatie met de korst vormt de zogenaamde lithosfeer, die rotsachtig is. Maar hoe verder je de aarde ingaat, de mantel wordt gesmolten en heeft zeer hete rots die kan vormen en uitrekken zonder te breken. Dat deel van de mantel wordt de asthenosfeer genoemd.
De beste manier om tektonische platen te definiëren, is dat het delen van de lithosfeer zijn die uiteenvallen in enorme rotsplaten of aardkorstplaten. Er zijn een paar echt grote borden en verschillende kleinere borden. Enkele van de belangrijkste platen zijn de Afrikaanse, Antarctische en Noord-Amerikaanse platen. Tektonische platen drijven in principe op de asthenosfeer, of gesmolten mantel. Hoewel het vreemd is om over na te denken, drijf je in feite op deze platen die tektonische platen worden genoemd. En onder de mantel is de kern van de aarde erg dicht. De buitenste laag is vloeibaar en de binnenste laag van de kern is vast. Deze kern bestaat uit ijzer en nikkel en is extreem hard en dicht.
De eerste persoon die theoretiseerde dat er tektonische platen bestonden, was de Duitse geofysicus Alfred Wegener, in 1912. Hij merkte op dat de vormen van West-Afrika en Oost-Zuid-Amerika eruitzagen alsof ze als een puzzel in elkaar konden passen. Het weergeven van een wereldbol die deze twee continenten laat zien en hoe ze in elkaar passen, is een geweldige manier om platentektoniek voor kinderen te demonstreren. Wegener dacht dat de continenten ooit met elkaar verbonden moeten zijn geweest en op de een of andere manier gedurende vele miljoenen jaren uit elkaar zijn gegaan. Hij noemde dit supercontinent Pangaea, en hij noemde het idee van de bewegende continenten 'continentale drift'. Wegener ontdekte verder dat paleontologen overeenkomende fossielen hadden gevonden in zowel Zuid-Amerika als... Afrika. Dit versterkte zijn theorie. Andere fossielen werden gevonden die overeenkomen met de kusten van Madagaskar en India, evenals Europa en Noord-Amerika. De soorten planten en dieren die zijn gevonden, kunnen niet over enorme oceanen zijn gereisd. Enkele fossiele voorbeelden zijn een landreptiel, Cynognathus, in Zuid-Afrika en Zuid-Amerika, evenals een plant, Glossopteris, in Antarctica, India en Australië.
Een andere aanwijzing was het bewijs van oude gletsjers in de rotsen in India, Afrika, Australië en Zuid-Amerika. In feite weten wetenschappers die paleoklimatologen worden genoemd nu dat deze gegroefde rotsen bewezen hebben dat gletsjers ongeveer 300 miljoen jaar geleden over die continenten bestonden. Noord-Amerika daarentegen was in die tijd niet bedekt met gletsjers. Wegener kon met zijn toenmalige technologie niet volledig uitleggen hoe continentale drift werkte. Later, in 1929, suggereerde Arthur Holmes dat de mantel thermische convectie onderging. Als je ooit een pan met water hebt zien koken, kun je zien hoe convectie eruitziet: door warmte komt de hete vloeistof naar de oppervlakte. Eenmaal aan de oppervlakte verspreidt de vloeistof zich, koelt af en zakt weer naar beneden. Dit is een goede visualisatie van platentektoniek voor kinderen en laat zien hoe convectie van de mantel werkt. Holmes dacht dat thermische convectie in de mantel verwarmings- en afkoelingspatronen veroorzaakte die continenten zouden kunnen doen ontstaan, en die op hun beurt weer zouden afbreken.
Decennia later onthulde onderzoek van de oceaanbodem oceaanruggen, geomagnetische anomalieën, enorme oceaantroggen, fouten en eilandbogen die Holmes' ideeën leken te ondersteunen. Harry Hess en Robert Deitz theoretiseerden vervolgens dat de zeebodem zich uitbreidde, een uitbreiding van wat Holmes had geraden. Verspreiding van de zeebodem betekende dat de oceaanbodem zich vanuit het midden uitspreidde en aan de randen zonk en geregenereerd werd. De Nederlandse geodete Felix Vening Meinesz ontdekte iets heel interessants over de oceaan: het zwaartekrachtveld van de aarde was niet zo sterk in de diepste delen van de zee. Daarom beschreef hij dit gebied met een lage dichtheid als naar beneden getrokken door convectiestromen. De radioactiviteit in de mantel veroorzaakt de warmte die leidt tot de convectie en dus de plaatbeweging.
Waar zijn tektonische platen van gemaakt?
Tektonische platen zijn gebroken stukken gemaakt van de aardkorst of lithosfeer. Een andere naam voor hen is korstplaten. Continentale korst is minder dicht en oceanische korst is dichter. Deze stijve platen kunnen in verschillende richtingen bewegen en voortdurend verschuiven. Ze vormen de "puzzelstukken" van de aarde die als landmassa's in elkaar passen. Het zijn enorme, rotsachtige en broze delen van het aardoppervlak die bewegen als gevolg van convectiestromen in de aardmantel.
De convectiewarmte wordt gegenereerd door de radioactieve elementen uranium, kalium en thorium, diep in de teerachtige, vloeibare mantel, in de asthenosfeer. Dit is een gebied met ongelooflijke druk en hitte. De convectie veroorzaakt een opwaartse druk van mid-oceanische ruggen en oceaanbodem, en je kunt het bewijs van de verwarmde mantel zien in lava en geisers. Terwijl het magma opwelt, beweegt het in tegengestelde richtingen, en dit trekt de zeebodem uit elkaar. Dan verschijnen er scheuren, komt er meer magma naar voren en wordt nieuw land gevormd. Alleen al de mid-oceanische ruggen vormen de grootste geologische kenmerken van de aarde. Ze lopen enkele duizenden kilometers lang en verbinden oceaanbekkens. Wetenschappers hebben de geleidelijke verspreiding van de zeebodem in de Atlantische Oceaan, de Golf van Californië en de Rode Zee geregistreerd. De langzame verspreiding van de zeebodem gaat door, tektonische platen uit elkaar duwend. Uiteindelijk zal een richel in de richting van een continentale plaat bewegen en eronder duiken in wat de subductiezone wordt genoemd. Deze cyclus herhaalt zich over miljoenen jaren.
Wat is een plaatgrens?
Plaatgrenzen zijn de grenzen van tektonische platen. Terwijl tektonische platen verschuiven en bewegen, vormen ze bergketens en veranderen ze het land in de buurt van plaatgrenzen. Drie verschillende soorten plaatgrenzen helpen tektonische platen verder te definiëren.
Uiteenlopende plaatgrenzen beschrijven het scenario waarin twee tektonische platen uit elkaar bewegen. Deze grenzen zijn vaak vluchtig, met lava-uitbarstingen en geisers langs deze kloven. Magma sijpelt naar boven en stolt, waardoor er nieuwe korst ontstaat op de randen van de platen. Het magma wordt een soort gesteente dat basalt wordt genoemd en dat zich onder de oceaanbodem bevindt; dit wordt ook wel oceanische korst genoemd. Uiteenlopende plaatgrenzen zijn dus een bron van nieuwe korst. Een voorbeeld op het land van een divergente plaatgrens is het opvallende kenmerk genaamd de Great Rift Valley in Afrika. In de verre toekomst zal het continent hier waarschijnlijk uit elkaar vallen.
Wetenschappers definiëren tektonische plaatgrenzen die samenkomen als convergente grenzen. Je kunt in sommige bergketens bewijzen zien van convergerende grenzen, met name grillige bergketens. Ze zien er zo uit vanwege de daadwerkelijke botsing van tektonische platen, waardoor de aarde knikt. Dit is de manier waarop het Himalaya-gebergte is gevormd; de Indiase plaat convergeerde met de Euraziatische plaat. Zo ontstonden ook de veel oudere Appalachen vele miljoenen jaren geleden. De Rocky Mountains in Noord-Amerika zijn een jonger voorbeeld van bergen gevormd op convergerende grenzen. Vulkanen zijn vaak te vinden in convergerende grenzen. In sommige gevallen dwingen deze botsende platen oceanische korst naar de mantel. Het zal smelten en weer opstijgen als magma door de plaat waarmee het in botsing kwam. Graniet is het soort gesteente dat ontstaat door deze botsing.
De derde soort plaatgrens wordt een transformatieplaatgrens genoemd. Dit gebied ontstaat wanneer twee platen langs elkaar schuiven. Vaak zijn er breuklijnen onder deze grenzen; soms zijn er oceaancanyons. Op dit soort plaatgrenzen is geen magma aanwezig. Er wordt geen nieuwe korst gecreëerd of afgebroken op de grens van de transformatieplaat. Hoewel de grenzen van getransformeerde platen geen nieuwe bergen of oceanen opleveren, zijn ze wel de plaats van incidentele aardbevingen.
Wat doen platen tijdens een aardbeving?
De grenzen van de tektonische platen worden ook wel breuklijnen genoemd. Foutlijnen zijn berucht als de locatie van aardbevingen en vulkanen. Aan deze grenzen vindt veel geologische activiteit plaats.
Bij divergerende plaatgrenzen bewegen de platen van elkaar weg en is er vaak lava aanwezig. Het gebied waar deze platen een scheur maken, is gevoelig voor aardbevingen. Bij convergente grenzen treden aardbevingen op wanneer de tektonische platen tegen elkaar botsen, zoals wanneer subductie plaatsvindt en de ene landmassa onder de andere duikt. Aardbevingen treden ook op wanneer tektonische platen naast elkaar schuiven op de grens van transformatieplaten. Terwijl de platen dit doen, genereren ze een grote hoeveelheid spanning en wrijving. Dit is de meest voorkomende locatie voor aardbevingen in Californië. Deze "strike-slip zones" kunnen leiden tot ondiepe aardbevingen, maar ze kunnen ook af en toe krachtige aardbevingen veroorzaken. De San Andreas-breuk is een goed voorbeeld van zo'n fout.
De zogenaamde "Ring of Fire" in het stroomgebied van de Stille Oceaan is een gebied van actieve tektonische plaatbeweging. Als zodanig vinden er langs deze "ring" talloze vulkanen en aardbevingen plaats.
De Hawaiiaanse eilanden maken geen deel uit van de "Ring of Fire". Ze maken deel uit van wat een 'hot spot' wordt genoemd, waar magma van de mantel naar de korst is gestegen. Het magma barst uit als lava en vormt koepelvormige schildvulkanen. Het eiland Hawaï zelf is een enorme schildvulkaan, waarvan een groot deel zich onder het oceaanoppervlak bevindt. Als je het deel meet dat zich onder het oppervlak van de oceaan bevindt, is deze berg veel groter dan de Mount Everest! Hotspots zijn de thuisbasis van aardbevingen en uitbarstingen, maar uiteindelijk zullen de tektonische platen waarop ze zich bevinden bewegen en alle vulkanen zullen uitsterven. De kleine eilanden die atollen worden genoemd, zijn eigenlijk oude vulkanen van hete plekken die in de loop van de tijd zijn ingestort.
Hoewel aardbevingen zelf korte en krachtige gebeurtenissen zijn, maken ze slechts deel uit van een korte beweging van tektonische platen gedurende vele miljoenen jaren. De langetermijnbeweging van hele continenten is onthutsend om over na te denken. Wetenschappers weten uit het fossielenbestand en uit de magnetische strepen op rotsen op de oceaanbodem dat continenten zijn verplaatst en dat het magnetische veld van de aarde is omgekeerd. In feite blijkt uit het gesteenterecord dat het magnetische veld meerdere keren is omgeschakeld, elke paar honderdduizend jaar. Door deze magnetische oceaanbodemrotsen te dateren, kunnen wetenschappers begrijpen hoe de oceaanbodems in de loop van de tijd bewegen.
Over vele miljoenen jaren zullen de continenten er qua locatie waarschijnlijk heel anders uitzien dan nu. De grote zekerheid over de aarde is dat ze zal blijven veranderen. Als u meer leert over hoe platentektoniek werkt, krijgt u alleen maar meer inzicht in deze dynamische aarde.