Plate Tectonics

Platentektoniek is een wetenschappelijke theorie die de bewegingen en het gedrag van de lithosfeer van de aarde, die bestaat uit de korst en de bovenste mantel, verklaart. De theorie stelt dat de lithosfeer van de aarde is opgedeeld in een reeks platen die voortdurend in beweging zijn, aangedreven door de warmte die wordt gegenereerd door de kern van de aarde. Terwijl deze platen bewegen, interageren ze met elkaar, wat leidt tot een breed scala aan geologische verschijnselen, zoals aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en de vorming van berg varieert.

De theorie van de platentektoniek werd ontwikkeld in de jaren zestig en zeventig, gebaseerd op een combinatie van geofysische gegevens en observaties van de kenmerken van het aardoppervlak. Het verving eerdere theorieën over ‘continentale drift’ en ‘zeebodemspreiding’ en bood een verenigend raamwerk voor het begrijpen van de geologische geschiedenis van de aarde en de verspreiding van natuurlijke hulpbronnen.

Enkele van de belangrijkste concepten met betrekking tot platentektoniek zijn onder meer de soorten plaatgrenzen, de processen van subductie en verspreiding van de zeebodem, de vorming van bergen en oceanische ruggen, en de verspreiding van aardbevingen en vulkanische activiteit over de hele wereld. Platentektoniek heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van natuurlijke gevaren, klimaatverandering en de gevolgen ervan evolutie van het leven op aarde.

Naast het louter beschrijven van de huidige plaatbewegingen, biedt Plate Tectonics een overkoepelend raamwerk dat vele elementen van de aardwetenschappen met elkaar verbindt. Platentektoniek is een relatief jonge wetenschappelijke theorie die de vooruitgang van observatie- en computertechnologie in de jaren vijftig en zestig nodig had om volledig uitgewerkt te kunnen worden. Het is verklarend gravitas en het gewicht van het observationele bewijsmateriaal overwon veel aanvankelijke scepsis over de vraag hoe mobiel het aardoppervlak werkelijk is, en platentektoniek werd al snel universeel aanvaard door wetenschappers over de hele wereld.

Historische ontwikkeling van de theorie van de platentektoniek

De theorie van de platentektoniek is een van de meest fundamentele en invloedrijke theorieën op het gebied van de geologie. De theorie verklaart de structuur van de lithosfeer van de aarde en de processen die de beweging van de tektonische platen van de aarde aansturen. De ontwikkeling van de theorie van de platentektoniek is het resultaat van de bijdragen van vele wetenschappers gedurende meerdere eeuwen. Hier zijn enkele van de belangrijkste ontwikkelingen in de historische ontwikkeling van de theorie van de platentektoniek:

1. Continentale Drift-hypothese door Alfred Wegener (1912): Het idee dat de continenten ooit met elkaar verbonden waren en sindsdien uit elkaar zijn gedreven, werd voor het eerst voorgesteld door Alfred Wegener in 1912. Wegener baseerde zijn hypothese op de pasvorm van de continenten, overeenkomsten in gesteentetypes en fossielen aan weerszijden van de Atlantische Oceaan, en bewijs van vroegere ijstijden.
2. Paleomagnetismestudies (jaren vijftig): In de jaren vijftig werden studies naar de magnetisatie van rotsen op de oceaanbodem bleek dat de oceanische korst een patroon van magnetische strepen had dat symmetrisch was rond de mid-oceanische ruggen. Dit patroon leverde bewijs voor de verspreiding van de zeebodem en hielp het idee van continentale drift te ondersteunen.
3. Vine-Matthews-Morley-hypothese (1963): In 1963 stelden Fred Vine, Drummond Matthews en Lawrence Morley een hypothese voor die de symmetrische magnetische strepen op de zeebodem verklaarde in termen van de verspreiding van de zeebodem. De hypothese suggereerde dat nieuwe oceanische korst werd gevormd op mid-oceanische ruggen en vervolgens in tegengestelde richtingen van de ruggen werd verplaatst, waardoor een patroon van magnetische strepen ontstond.
4. Theorie van de platentektoniek (eind jaren zestig): Eind jaren zestig werd het idee van continentale drift en verspreiding van de zeebodem gecombineerd in de theorie van de platentektoniek. De theorie verklaart de beweging van de lithosferische platen van de aarde, die bestaan ​​uit de continenten en de oceanische korst. De platen bewegen als reactie op krachten die worden gegenereerd door de mantelconvectie, en ze werken samen op plaatgrenzen, die verband houden met aardbevingen, vulkanische activiteit en berg gebouw.
5. Latere verfijningen: Sinds de ontwikkeling van de theorie van de platentektoniek zijn er veel verfijningen en vorderingen geweest in ons begrip van plaatbeweging en plaatgrenzen. Deze omvatten de herkenning van verschillende soorten plaatgrenzen (bijvoorbeeld divergent, convergent en getransformeerd), de studie van hotspots en mantelpluimen, en het gebruik van een mondiaal positioneringssysteem (GPS) om de beweging van platen te volgen.

Bewijs voor de theorie

De theorie van de platentektoniek wordt ondersteund door een breed scala aan bewijsmateriaal uit verschillende vakgebieden. Hier zijn enkele voorbeelden:

1. Paleomagnetisme: Rotsen bevatten kleine magnetische deeltjes mineralen die zich afstemmen op het magnetische veld van de aarde wanneer ze worden gevormd. Door de oriëntatie van deze mineralen te meten, kunnen wetenschappers de breedtegraad bepalen waarop het gesteente werd gevormd. Wanneer gesteenten van verschillende continenten worden vergeleken, blijkt dat hun magnetische oriëntaties overeenkomen alsof ze ooit met elkaar zijn verbonden.
2. Verspreiding van de zeebodem: De mid-oceanische ruggen, waar nieuwe oceanische korst wordt gevormd, zijn de langste bergketens op aarde. Terwijl magma opstijgt en stolt op de bergkammen, ontstaat er een nieuwe oceanische korst die zich in tegengestelde richtingen van de bergkam verwijdert. Door de ouderdom van de rotsen aan weerszijden van de bergkam te meten, hebben wetenschappers aangetoond dat de zeebodem zich uit elkaar spreidt.
3. Aardbevingen en vulkanen: De meeste aardbevingen en vulkanen vinden plaats op plaatgrenzen, wat verder bewijs levert dat de platen bewegen.
4. GPS-metingen: Dankzij de Global Positioning System-technologie (GPS) kunnen wetenschappers de beweging van de aardplaten met grote nauwkeurigheid meten. Deze metingen bevestigen dat de platen inderdaad bewegen en geven informatie over de snelheid en richting van de plaatbeweging.
5. Fossiel bewijs: Er zijn fossielen van identieke organismen gevonden aan weerszijden van de Atlantische Oceaan, wat erop wijst dat de continenten ooit met elkaar verbonden waren.

Over het geheel genomen wordt de theorie van de platentektoniek ondersteund door een grote hoeveelheid bewijsmateriaal uit verschillende bronnen, wat een robuuste verklaring biedt voor de bewegingen en interacties van de lithosferische platen van de aarde.

Plaatgrenzen: typen en kenmerken

Plaatgrenzen verwijzen naar de zones waar de platen waaruit de lithosfeer van de aarde bestaat, op elkaar inwerken. Er zijn drie hoofdtypen plaatgrenzen: divergent, convergent en transformatie. Elk type wordt gekenmerkt door specifieke kenmerken en geologische processen.

1. Uiteenlopende plaatgrenzen: Deze komen voor waar platen van elkaar af bewegen. Magma stijgt op uit de mantel en creëert nieuwe korst terwijl het afkoelt en stolt. Dit proces wordt zeebodemspreiding genoemd en resulteert in de vorming van mid-oceanische ruggen. Uiteenlopende grenzen komen ook voor op het land, waar ze kloofvalleien creëren. Voorbeelden van uiteenlopende grenzen zijn de Mid-Atlantische Rug en de Oost-Afrikaanse Rift Zone.
2. Convergente plaatgrenzen: Deze komen voor waar platen naar elkaar toe bewegen. Er zijn drie soorten convergente grenzen, afhankelijk van het type platen dat erbij betrokken is: oceanisch-oceaan, oceanisch-continentaal en continentaal-continentaal. Op een convergente grens tussen de oceanen en de oceanen duikt de ene plaat onder de andere en ontstaat er een diepzeegeul. De subductie creëert ook een vulkanische boog op de overheersende plaat. Voorbeelden van convergente grenzen tussen de oceanen en de oceanen zijn de Aleoeten en de Marianen. Op een convergente oceanisch-continentale grens zakt de dichtere oceanische plaat onder de minder dichte continentale plaat, waardoor een continentale vulkanische boog ontstaat. Voorbeelden van convergente oceanisch-continentale grenzen zijn de Andes en de Cascades. Op een convergente continentale-continentale grens subduceert geen van beide platen omdat ze te drijvend zijn. In plaats daarvan verkreukelen en vouwen ze, waardoor grote bergketens ontstaan. Voorbeelden van convergente grenzen tussen het continent en het continent zijn de Himalaya en de Appalachen.
3. Transformeer plaatgrenzen: Deze komen voor op plaatsen waar platen langs elkaar schuiven. Ze worden gekenmerkt door strike-slip fouten, waarbij de beweging horizontaal is in plaats van verticaal. Grenzen van transformaties worden in verband gebracht met aardbevingen, en het bekendste voorbeeld is de San Andreas Fout in Californië.

De kenmerken van plaatgrenzen houden verband met het type plaatinteractie en de geologische processen die op deze grenzen plaatsvinden. Het begrijpen van de soorten plaatgrenzen is cruciaal voor het begrijpen van de platentektoniek en de geologische processen die onze planeet vormgeven.

Hoe platentektoniek werkt

Platentektoniek is de theorie die de beweging beschrijft van grote delen van de lithosfeer van de aarde (korst en bovenste deel van de mantel) bovenop de zwakkere asthenosfeer. De lithosfeer is opgedeeld in een reeks platen die ten opzichte van elkaar bewegen met een snelheid van enkele centimeters per jaar. De beweging van deze platen wordt aangedreven door krachten die in het binnenste van de aarde worden gegenereerd.

Het proces van platentektoniek omvat de volgende stappen:

1. Creatie van een nieuwe oceanische lithosfeer op mid-oceanische ruggen, waar magma uit de mantel opstijgt en stolt om nieuwe korst te vormen. Dit wordt zeebodemspreiding genoemd.
2. Vernietiging van de oude oceanische lithosfeer in subductiezones, waar de ene plaat onder de andere in de mantel wordt gedrukt. Dit proces gaat gepaard met het vrijkomen van seismische energie, waardoor aardbevingen ontstaan.
3. Beweging van platen als gevolg van de krachten die worden gegenereerd aan hun grenzen, die divergerend, convergerend of transformerend kunnen zijn.
4. Interacties tussen de platen, die de vorming van bergen, het openen of sluiten van oceaanbekkens en de vorming van vulkanen kunnen veroorzaken.

Over het geheel genomen is de beweging van de aardplaten verantwoordelijk voor veel van de geologische kenmerken die we op onze planeet waarnemen.

Wat zijn de platen?

De lithosfeer van de aarde, de buitenste vaste laag van de aarde, is verdeeld in verschillende grote en kleine platen die op de onderliggende, ductiele asthenosfeer drijven. Deze platen bestaan ​​uit de aardkorst en het bovenste deel van de mantel en kunnen onafhankelijk van elkaar bewegen. Er zijn ongeveer een dozijn grote platen, namelijk de Pacifische, Noord-Amerikaanse, Zuid-Amerikaanse, Euraziatische, Afrikaanse, Indo-Australische, Antarctische en Nazca-platen, en verschillende kleinere platen.

Bordgrenzen

Plaatgrenzen zijn de gebieden waar twee of meer tektonische platen samenkomen. Er zijn drie hoofdtypen plaatgrenzen: divergerende grenzen, waarbij platen uit elkaar bewegen; convergente grenzen, waar platen naar elkaar toe bewegen en botsen; en grenzen transformeren, waar platen langs elkaar schuiven. Deze grenzen worden gekenmerkt door specifieke geologische kenmerken en verschijnselen, zoals kloofvalleien, mid-oceanische ruggen, subductiezones en aardbevingen. De interacties tussen platen aan hun grenzen zijn verantwoordelijk voor veel geologische processen, waaronder het bouwen van bergen, vulkanische activiteit en de vorming van oceaanbekkens.

Uiteenlopende grenzen: kenmerken en voorbeelden

Uiteenlopende grenzen zijn locaties waar twee tektonische platen van elkaar af bewegen. Deze grenzen zijn zowel op het land als onder de oceaan te vinden. Terwijl de platen uit elkaar bewegen, stijgt magma naar de oppervlakte en koelt af om een ​​nieuwe korst te vormen, waardoor er een opening of kloof tussen de platen ontstaat.

Kenmerken van uiteenlopende grenzen:

• Mid-oceanische ruggen: Onderwaterbergketens die zich vormen op uiteenlopende grenzen tussen oceanische platen. De meest uitgebreide en bekendste mid-oceanische rug is de Mid-Atlantische Rug.
• Riftvalleien: diepe valleien die zich op het land vormen op uiteenlopende plaatgrenzen, zoals de Oost-Afrikaanse Riftvallei.
• Vulkanen: Wanneer magma bij uiteenlopende grenzen naar de oppervlakte stijgt, kan het vulkanen vormen, vooral in gebieden waar de grens onder de oceaan ligt. Deze vulkanen zijn typisch schildvulkanen, die breed en zacht glooiend zijn.

Voorbeelden van uiteenlopende grenzen:

• Mid-Atlantische Rug: De grens tussen de Noord-Amerikaanse plaat en de Euraziatische plaat.
• Oost-Afrikaanse Riftvallei: De grens tussen de Afrikaanse plaat en de Arabische plaat.
• IJsland: een vulkanisch eiland dat op de Mid-Atlantische Rug ligt, op de grens tussen de Noord-Amerikaanse plaat en de Euraziatische plaat.

Convergente grenzen: kenmerken en voorbeelden

Convergente grenzen zijn gebieden waar twee tektonische platen tegen elkaar botsen. De kenmerken en kenmerken van deze grenzen zijn afhankelijk van het type platen dat convergeert, of het nu oceanische of continentale platen zijn, en hun relatieve dichtheden. Er zijn drie soorten convergente grenzen:

1. Oceanisch-continentale convergentie: Bij dit type convergentie zinkt een oceanische plaat onder een continentale plaat, waardoor een diepe oceanische geul en een vulkanische bergketen ontstaat. De subductie van de oceanische plaat zorgt voor een gedeeltelijke smelting van de mantel, wat leidt tot de vorming van magma. Het magma stijgt naar de oppervlakte en creëert een vulkanische bergketen op de continentale plaat. Voorbeelden van dit type grens zijn het Andesgebergte in Zuid-Amerika en de Cascade Range in Noord-Amerika.
2. Oceanisch-oceanische convergentie: Bij dit type convergentie zinkt de ene oceanische plaat onder een andere oceanische plaat, waardoor een diepe oceanische geul en een vulkanische eilandboog ontstaat. De subductie van de oceanische plaat zorgt voor een gedeeltelijke smelting van de mantel, wat leidt tot de vorming van magma. Het magma stijgt naar de oppervlakte en creëert een vulkanische eilandboog. Voorbeelden van dit type grens zijn de Aleoeten in Alaska en de Marianen in de westelijke Stille Oceaan.
3. Continental-continentale convergentie: Bij dit type convergentie botsen twee continentale platen en vormen een hoge bergketen. Omdat beide continentale platen een vergelijkbare dichtheid hebben, kunnen geen van beide worden onderworpen. In plaats daarvan worden de platen naar boven geduwd, waardoor een hoge bergketen ontstaat met uitgebreide vouwen en breuken. Voorbeelden van dit type grens zijn de Himalaya in Azië en de Appalachen in Noord-Amerika.

Op convergente grenzen zijn aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en de vorming van bergketens veelvoorkomende kenmerken als gevolg van de intense geologische activiteit die op deze locaties plaatsvindt.

Transformeer grenzen: kenmerken en voorbeelden

Transformatiegrenzen zijn zones waar twee tektonische platen in een horizontale beweging langs elkaar schuiven. Deze grenzen worden ook wel conservatieve grenzen genoemd, omdat er geen sprake is van netto creatie of vernietiging van de lithosfeer. Hier zijn enkele kenmerken en voorbeelden van transformatiegrenzen:

Kenmerken:

• Transformatiegrenzen worden doorgaans gekenmerkt door een reeks parallelle fouten of breuken in de lithosfeer.
• De fouten die verband houden met transformatiegrenzen kunnen variëren van enkele meters tot honderden kilometers lang.
• Transformatiegrenzen kunnen lineaire kenmerken op het aardoppervlak creëren, zoals valleien of bergkammen.
• De beweging van de platen langs transformatiegrenzen kan aardbevingen veroorzaken.

Voorbeelden:

• De San Andreas-breuk in Californië is een bekend voorbeeld van een transformatiegrens. Het markeert de grens tussen de Noord-Amerikaanse plaat en de Pacifische plaat.
• De Alpine Fault in Nieuw-Zeeland is een ander voorbeeld van een transformatiegrens, die de grens markeert tussen de Pacifische plaat en de Australische plaat.
• De dode Zee Transformatie in het Midden-Oosten is een complex systeem van transformatiefouten die de Rode Zee Rift verbinden met de Oost-Anatolische breukzone.

Transformatiegrenzen spelen een belangrijke rol in de platentektoniek, omdat ze helpen de beweging van platen langs het aardoppervlak te accommoderen.

Plaatbeweging en plaatkinematica

Plaatbeweging verwijst naar de beweging van tektonische platen ten opzichte van elkaar. De studie van plaatbeweging wordt plaatkinematica genoemd. Plaatkinematica omvat het meten van de richting, snelheid en bewegingsstijl van tektonische platen.

De beweging van de platen wordt aangedreven door de beweging van magma in de mantel, waardoor de platen in verschillende richtingen en met verschillende snelheden bewegen. De beweging van platen kan worden gemeten met behulp van verschillende technieken, waaronder GPS (Global Positioning System) en satellietbeelden.

Er zijn drie soorten plaatgrenzen: divergent, convergent en transformatie. Bij uiteenlopende grenzen bewegen twee platen zich van elkaar af, waardoor er nieuwe korst ontstaat. Bij convergente grenzen bewegen twee platen naar elkaar toe en wordt de dichtere oceanische plaat onder de minder dichte continentale plaat gebracht. Bij transformatiegrenzen schuiven twee platen horizontaal langs elkaar.

De richting en snelheid van de plaatbeweging kan worden beïnvloed door een verscheidenheid aan factoren, waaronder de dichtheid en dikte van de lithosfeer, de sterkte en oriëntatie van de lithosferische platen en de verdeling van mantelconvectiecellen. De studie van de plaatkinematica is essentieel voor het begrijpen van de vorming en evolutie van de aardkorst, maar ook voor het voorspellen en verzachten van de effecten van aardbevingen en vulkaanuitbarstingen.

Drijvende krachten van de platentektoniek

De drijvende krachten achter de platentektoniek zijn de krachten die de beweging van de tektonische platen van de aarde veroorzaken. Er zijn twee hoofdtypen drijvende krachten:

1. Ridge push: Deze kracht wordt veroorzaakt door de opwaartse druk van magma op mid-oceanische ruggen, waardoor nieuwe oceanische korst ontstaat. Terwijl de nieuwe korst zich vormt, duwt deze de oudere korst weg van de rand, waardoor deze beweegt.
2. Trekkracht van de plaat: deze kracht wordt veroorzaakt door het gewicht van de zinkende oceanische lithosfeer, die de rest van de plaat naar de subductiezone trekt. Terwijl aan de plaat wordt getrokken, kan deze vervorming, aardbevingen en vulkanische activiteit veroorzaken.

Andere mogelijke drijvende krachten achter de platentektoniek zijn onder meer mantelconvectie, de langzame beweging van de aardmantel als gevolg van de hitte van de kern, en zwaartekrachten, die zijdelingse beweging van platen kunnen veroorzaken.

Platentektoniek en aardbevingen

Platentektoniek en aardbevingen zijn nauw verwante verschijnselen. Aardbevingen vinden plaats wanneer twee platen op hun grenzen met elkaar in wisselwerking staan. Plaatgrenzen worden ingedeeld in drie typen: divergent, convergent en transformatie. Aardbevingen komen voor bij alle drie de soorten grenzen, maar de kenmerken van de aardbevingen verschillen afhankelijk van het grenstype.

Bij uiteenlopende grenzen zijn aardbevingen meestal ondiep en van geringe omvang. Dit komt omdat de platen uit elkaar bewegen en er relatief weinig wrijving en spanning op de rotsen is. Naarmate de platen echter verder uit elkaar bewegen, kan de diepte van de aardbevingen toenemen.

Op convergente grenzen kunnen aardbevingen diep en met een grote omvang zijn. Dit komt omdat de platen tegen elkaar botsen en de rotsen onder hoge spanning en druk staan. Subductiezones, waar de ene plaat onder de andere wordt gedrukt, zijn bijzonder gevoelig voor grote, verwoestende aardbevingen.

Transformerende grenzen ervaren ook grote aardbevingen. Deze grenzen ontstaan ​​wanneer twee platen horizontaal langs elkaar schuiven. De wrijving en druk op de rotsen kan dat wel leiden tot grote aardbevingen.

Over het geheel genomen is platentektoniek de drijvende kracht achter de meeste aardbevingen op aarde, en het begrijpen van de beweging en interacties van tektonische platen is cruciaal voor het voorspellen en verzachten van aardbevingen. aardbeving gevaren.

Platentektoniek en vulkanisme

Platentektoniek en vulkanisme zijn nauw met elkaar verbonden, omdat het grootste deel van de vulkanische activiteit op aarde plaatsvindt op plaatgrenzen. Magma stijgt op uit de mantel en wordt omhoog gedrukt door de beweging van tektonische platen, waardoor vulkaanuitbarstingen ontstaan. Het soort vulkaan en de stijl van uitbarsting wordt bepaald door de samenstelling en viscositeit van het magma.

Op uiteenlopende plaatgrenzen stijgt magma uit de mantel op en creëert nieuwe korst, waardoor schildvulkanen ontstaan ​​die doorgaans niet-explosief zijn. Mid-oceanische ruggen zijn voorbeelden van dit soort vulkanische activiteit.

Op convergente plaatgrenzen subduceert de dichtere oceanische plaat onder de minder dichte continentale plaat, waardoor de gesubduceerde plaat smelt en magma ontstaat. Dit soort vulkanische activiteit kan resulteren in explosieve uitbarstingen en de vorming van stratovulkanen. De Pacifische Ring van Vuur is een zone met intense vulkanische activiteit die plaatsvindt op convergente plaatgrenzen.

Transformatieplaatgrenzen veroorzaken doorgaans geen vulkanische activiteit, maar ze kunnen wel vulkanische kenmerken creëren, zoals spleetuitbarstingen en vulkanische openingen.

Samenvattend speelt platentektoniek een belangrijke rol bij de vorming en locatie van vulkanen, en het type vulkanische activiteit wordt bepaald door het type plaatgrens en de magmasamenstelling.

Platentektoniek en bergbouw

Platentektoniek speelt een belangrijke rol bij het bouwen van bergen of gebergtevorming. Bergen worden gevormd door de vervorming en opheffing van de aardkorst. Er zijn twee soorten processen voor het bouwen van bergen: 1) het bouwen van convergente grensgebergten en 2) het bouwen van bergen binnen de plaat.

1. Convergente grensgebergtevorming vindt plaats waar twee tektonische platen botsen en opwaartse kracht en vervorming veroorzaken. Het meest prominente voorbeeld van dit type bergbouw is het Himalaya-gebergte. Het Indiase subcontinent kwam in botsing met de Euraziatische plaat, waardoor de Himalaya omhoog kwam.
2. Intraplate-gebergtevorming vindt plaats waar een tektonische plaat over een mantelpluim beweegt. Terwijl de plaat over de pluim beweegt, stijgt magma naar de oppervlakte, waardoor vulkanische eilanden en een bergketen ontstaan. De Hawaiiaanse eilanden zijn een voorbeeld van intraplate-bergbouw.

Platentektoniek speelt ook een rol bij de vorming van andere geologische structuren, zoals kloofvalleien en oceanische loopgraven. In kloofvalleien wordt de korst uit elkaar getrokken door tektonische krachten, waardoor een vallei ontstaat. Oceanische loopgraven ontstaan ​​in subductiezones, waar de ene tektonische plaat onder de andere en in de mantel wordt geduwd. Terwijl de plaat naar beneden zakt, buigt deze en vormt een diepe greppel.

Platentektoniek en de rotscyclus

Platentektoniek en de rotscyclus zijn nauw verwante processen die het aardoppervlak en de samenstelling van de korst bepalen. De rots cyclus beschrijft de transformatie van gesteenten van het ene type naar het andere door geologische processen zoals verwering, erosie, hitte en druk, en smelten en stollen. Platentektoniek speelt een belangrijke rol in de gesteentecyclus door de aardkorst te recyclen en te veranderen door middel van subductie-, botsings- en riftingprocessen.

Subductiezones zijn gebieden waar de ene tektonische plaat onder de andere wordt gedrukt, en ze worden geassocieerd met de vorming van vulkanische bogen en eilandbogen. Terwijl de zinkende plaat in de mantel afdaalt, warmt deze op en komt er water vrij, waardoor de smelttemperatuur van omringende rotsen daalt en magma ontstaat. Dit magma stijgt naar de oppervlakte en vormt vulkanen, die nieuwe mineralen en gassen in de atmosfeer vrijgeven.

Botsingszones doen zich voor waar twee tektonische platen samenkomen en de korst optillen, wat leidt tot de vorming van bergketens. Door de botsing van de Indiase en Euraziatische platen ontstond bijvoorbeeld het Himalaya-gebergte. Dit proces veroorzaakt ook metamorfose van gesteenten, omdat de intense hitte en druk van de botsing ze in nieuwe soorten gesteenten verandert.

Riftingzones zijn gebieden waar tektonische platen uit elkaar bewegen, wat leidt tot de vorming van nieuwe oceaanbekkens en mid-oceanische ruggen. Terwijl platen uit elkaar bewegen, wordt de korst dunner en stijgt magma op om het gat op te vullen, waardoor het uiteindelijk stolt en een nieuwe korst vormt. Dit proces veroorzaakt vulkanische activiteit en kan leiden tot de vorming van nieuwe minerale afzettingen.

Samenvattend drijft platentektoniek de gesteentecyclus aan door nieuwe korst te creëren, oude korst te recyclen en gesteenten te transformeren door middel van subductie-, botsing- en splitsingsprocessen.

Platentektoniek en de evolutie van het leven

Platentektoniek heeft een belangrijke rol gespeeld in de evolutie van het leven op aarde. Het heeft de omgeving van de planeet gevormd en de ontwikkeling en diversificatie van het leven in de loop van de tijd mogelijk gemaakt. Hier zijn enkele manieren waarop platentektoniek de evolutie van het leven heeft beïnvloed:

1. Vorming van continenten: Platentektoniek heeft in de loop van de tijd de vorming van continenten en hun beweging veroorzaakt. Door de scheiding en botsing van continenten zijn er diverse habitats ontstaan ​​waarin verschillende soorten organismen kunnen evolueren.
2. Klimaatverandering: Platentektoniek heeft de klimaatverandering beïnvloed door de verdeling van land en zee en de circulatiepatronen van de oceanen en de atmosfeer te veranderen. Dit heeft de evolutie van soorten beïnvloed door het creëren van nieuwe habitats en veranderende omgevingsomstandigheden.
3. Biogeografie: De beweging van continenten heeft barrières en routes gecreëerd voor de migratie van soorten, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van unieke ecosystemen en biogeografische patronen.
4. Vulkanisme: Platentektoniek heeft geleid tot de vorming van vulkanen, die hebben bijgedragen aan de evolutie van het leven door nieuwe habitats en voedselrijke grond te bieden.

Over het geheel genomen is platentektoniek een sleutelfactor geweest bij het vormgeven van de omgeving van de aarde en het creëren van de voorwaarden die nodig zijn voor de evolutie en diversificatie van het leven.

Platentektoniek en minerale hulpbronnen

Platentektoniek speelt een belangrijke rol bij de vorming en distributie van minerale hulpbronnen. Ertsafzettingen, inclusief edele metalen zoals goud, zilver en platina, evenals industriële metalen zoals koper, zink, en lood, worden vaak geassocieerd met tektonische plaatgrenzen.

Op convergente plaatgrenzen kunnen subductiezones grootschalige mineralen genereren deposito's, waaronder porfierkoper, epithermisch goud en zilver, en enorme sulfideafzettingen. Deze afzettingen worden gevormd door hydrothermale vloeistoffen die vrijkomen uit de zinkende plaat en de bovenliggende mantelwig, waardoor minerale neerslag in de omringende rotsen ontstaat.

Bovendien kunnen mid-oceanische ruggen, waar nieuwe oceanische korst ontstaat, afzettingen van sulfidemineralen bevatten die rijk zijn aan koper, zink en andere metalen. Deze afzettingen worden gevormd door hydrothermale ventilatieopeningen die mineraalrijke vloeistoffen in het omringende zeewater afgeven.

Platentektoniek beïnvloedt ook de vorming van koolwaterstofafzettingen, zoals olie en gas. Deze afzettingen worden vaak aangetroffen in sedimentaire bekkens die verband houden met kloofvalleien, passieve marges en convergente marges. Biologisch rijk sedimentair gesteente worden begraven en in de loop van de tijd verwarmd, wat leidt tot de vorming van koolwaterstoffen.

Over het geheel genomen is platentektoniek een cruciale factor bij de vorming en distributie van minerale hulpbronnen, en het begrijpen van de geologische processen die verband houden met plaatgrenzen is essentieel voor het identificeren en exploiteren van deze hulpbronnen.

hotspots

Hoewel de meeste vulkanische activiteit op aarde geconcentreerd is langs of grenzend aan plaatgrenzen, zijn er enkele belangrijke uitzonderingen waarbij deze activiteit binnen platen plaatsvindt. Lineaire ketens van eilanden, duizenden kilometers lang, die ver van de plaatgrenzen liggen, zijn de meest opvallende voorbeelden. Deze eilandketens registreren een typische opeenvolging van afnemende hoogte langs de keten, van vulkanisch eiland tot rif aan de rand, tot atol en uiteindelijk tot onder water gelegen onderzeese bergen. Een actieve vulkaan bevindt zich meestal aan het ene uiteinde van een eilandenketen, terwijl langs de rest van de keten steeds oudere uitgedoofde vulkanen voorkomen. De Canadese geofysicus J. Tuzo Wilson en de Amerikaanse geofysicus W. Jason Morgan verklaarden dergelijke topografische kenmerken als gevolg van hotspots.

De belangrijkste tektonische platen waaruit de lithosfeer van de aarde bestaat. Er bevinden zich ook enkele tientallen hotspots waar pluimen van heet mantelmateriaal onder de platen opwellen.Encyclopædia Britannica, Inc.

aardbevingszones; vulkanenDe aardbevingszones in de wereld komen voor in rode banden en vallen grotendeels samen met de grenzen van de tektonische platen van de aarde. Zwarte stippen duiden actieve vulkanen aan, terwijl open stippen inactieve vulkanen aangeven.Encyclopædia Britannica, Inc.

Het aantal van deze hotspots is onzeker (schattingen lopen uiteen van 20 tot 120), maar de meeste komen voor binnen een plaat en niet op een plaatgrens. Men denkt dat hotspots de oppervlakte-expressie zijn van gigantische hittepluimen, mantelpluimen genoemd, die opstijgen van diep in de mantel, mogelijk vanaf de kern-mantelgrens, zo'n 2,900 km (1,800 mijl) onder het oppervlak. Er wordt aangenomen dat deze pluimen stationair zijn ten opzichte van de lithosferische platen die eroverheen bewegen. Een vulkaan bouwt voort op het oppervlak van een plaat direct boven de pluim. Naarmate de plaat verder beweegt, wordt de vulkaan echter gescheiden van de onderliggende magmabron en sterft uit. Uitgestorven vulkanen worden geërodeerd als ze afkoelen en zakken om riffen en atollen te vormen, en uiteindelijk zinken ze onder het zeeoppervlak om een ​​onderzeese berg te vormen. Tegelijkertijd vormt zich direct boven de mantelpluim een ​​nieuwe actieve vulkaan.

Diagram dat het proces van atolvorming weergeeft. Atollen worden gevormd uit de overblijfselen van zinkende vulkanische eilanden.Encyclopædia Britannica, Inc.

Het beste voorbeeld van dit proces is bewaard gebleven in de onderzeese keten Hawaii-Emperor. De pluim bevindt zich momenteel onder Hawaï, en een lineaire keten van eilanden, atollen en onderzeese bergen strekt zich 3,500 km (2,200 mijl) noordwestelijk uit tot Midway en nog eens 2,500 km (1,500 mijl) noordnoordwestelijk tot de Aleoetentrog. De leeftijd waarop het vulkanisme langs deze keten uitstierf, wordt steeds ouder naarmate de afstand tot Hawaï groter wordt – cruciaal bewijs dat deze theorie ondersteunt. Hotspot-vulkanisme beperkt zich niet tot de oceaanbekkens; het komt ook voor binnen continenten, zoals in het geval van Yellowstone National Park in het westen van Noord-Amerika.

Metingen suggereren dat hotspots ten opzichte van elkaar kunnen bewegen, een situatie die niet wordt voorspeld door het klassieke model, dat de beweging van lithosferische platen over stationaire mantelpluimen beschrijft. Dit heeft geleid tot uitdagingen voor dit klassieke model. Bovendien wordt er fel gedebatteerd over de relatie tussen hotspots en pluimen. Voorstanders van het klassieke model beweren dat deze discrepanties te wijten zijn aan de effecten van de mantelcirculatie terwijl de pluimen opstijgen, een proces dat de mantelwind wordt genoemd. Gegevens uit alternatieve modellen suggereren dat veel pluimen niet diepgeworteld zijn. In plaats daarvan leveren ze het bewijs dat veel mantelpluimen voorkomen als lineaire ketens die magma in breuken injecteren, het resultaat zijn van relatief ondiepe processen zoals de plaatselijke aanwezigheid van waterrijke mantels, voortkomen uit de isolerende eigenschappen van de continentale korst (wat leidt tot de opbouw van opgesloten mantelwarmte en decompressie van de korst), of zijn het gevolg van instabiliteiten in het grensvlak tussen continentale en oceanische korst. Bovendien merken sommige geologen op dat veel geologische processen die anderen aan het gedrag van mantelpluimen toeschrijven, door andere krachten kunnen worden verklaard.

Referentielijsten

1. Condie, KC (2019). Platentektoniek: een zeer korte introductie. Oxford Universiteit krant.
2. Cox, A., & Hart, RB (1986). Platentektoniek: hoe het werkt. Blackwell wetenschappelijke publicaties.
3. Oreskes, N. (2003). Platentektoniek: een insidergeschiedenis van de moderne theorie van de aarde. Westview-pers.
4. Stern, RJ, & Moucha, R. (2019). Platentektoniek en de geschiedenis van de aarde. John Wiley & Zonen.
5. Torsvik, TH, & Cocks, LRM (2017). Aardgeschiedenis en platentektoniek: een inleiding tot de historische geologie. Cambridge University Press.
6. Van der Pluijm, BA, & Marshak, S. (2018). Structuur van de aarde: een inleiding tot structurele geologie en tektoniek. WW Norton & Company.
7. Wicander, R., & Monroe, JS (2019). Historische geologie. Cengage leren.
8. Winchester, JA, en Floyd, PA (2005). Geochemie van continentaal kaliummagmatisme. Geologische Vereniging van Amerika.
9. Ziegler, PA (1990). Geologische atlas van West- en Midden-Europa. Shell Internationale Petroleum Maatschappij BV.