Platentektoniek

Wat platentektoniek is

Platentektoniek is de wetenschappelijke theorie die beschrijft hoe de buitenste, harde schil van de aarde — de lithosfeer — is verdeeld in starre stukken die over een onderliggende, kneedbare laag bewegen. Die schil omvat de aardkorst plus het bovenste deel van de mantel en is gemiddeld zo'n honderd kilometer dik. Eronder ligt de asthenosfeer: gesteente dat zo heet is dat het over geologische tijdschalen langzaam kan vloeien.

De platen drijven niet op vloeibaar gesteente — een veelvoorkomend misverstand. De asthenosfeer is grotendeels vast, maar gedraagt zich als een extreem stroperige stof, vergelijkbaar met hoe een gletsjer over jaren bergaf kruipt. Op die laag verschuiven, draaien en botsen de platen, en juist op de naden tussen platen concentreert zich het overgrote deel van de seismische activiteit op aarde. Wie wil begrijpen waar bevingen vandaan komen, begint bij deze grenzen; de natuurkunde van het breken zelf staat beschreven bij wat een aardbeving is.

De zeven grote platen

Geologen onderscheiden zeven grote platen die samen het grootste deel van het aardoppervlak beslaan, plus tientallen kleinere platen en microplaten. Een plaat kan zowel oceanische als continentale korst dragen; de Euraziatische plaat draagt bijvoorbeeld zowel het Europese vasteland als delen van de Atlantische zeebodem.

Daarnaast bestaan er kleinere platen zoals de Nazca-, Cocos-, Caribische, Arabische en Filipijnse plaat. Hun grenzen vallen vaak samen met de meest actieve aardbevingsgebieden ter wereld, waaronder de Ring of Fire rond de Stille Oceaan.

De drie grenstypes

Plaatgrenzen worden ingedeeld naar de richting waarin de platen ten opzichte van elkaar bewegen. Elk type produceert een herkenbaar landschap én een herkenbaar bevingspatroon.

Divergerende grenzen

Hier bewegen twee platen uit elkaar. Magma stijgt op door de opening en stolt tot nieuwe oceaankorst. Dit gebeurt vooral langs de mid-oceanische ruggen, zoals de Mid-Atlantische Rug die de Noord-Amerikaanse en Euraziatische plaat scheidt. De bevingen zijn er meestal ondiep en relatief licht.

Convergerende grenzen

Hier botsen platen. Vaak duikt de zwaardere oceanische plaat onder de andere weg in een subductiezone; daarbij ontstaan de zwaarste aardbevingen ter wereld en lange ketens van vulkanen. Botsen twee continentale platen, dan plooit de korst op tot gebergten zoals de Himalaya. Subductiezones onder zee kunnen ook tsunami's veroorzaken.

Transformerende grenzen

Hier schuiven platen horizontaal langs elkaar, zonder dat er korst bijkomt of verdwijnt. Het bekendste voorbeeld is de San Andreas-breuk in Californië. De spanning die zich tussen twee schuivende blokken opbouwt, ontlaadt zich in krachtige, ondiepe bevingen. Hoe spanning langs zulke vlakken werkt, lees je bij breuken en verschuivingen.

Snelheid en drijvende kracht

Platen bewegen tussen ongeveer 2 en 15 centimeter per jaar — vergelijkbaar met de snelheid waarmee je vingernagels groeien. Dat lijkt verwaarloosbaar, maar over miljoenen jaren verschuiven continenten er duizenden kilometers mee. De Atlantische Oceaan, bijvoorbeeld, wordt elk jaar enkele centimeters breder.

De drijvende kracht zit in de mantel. Warmte uit de kern en uit radioactief verval zet het mantelgesteente in een trage, cirkelvormige beweging: mantelconvectie. Heet materiaal stijgt op, koelt af bij het oppervlak en zakt elders weer weg. Daarnaast trekt zwaartekracht aan de randen mee: bij subductie sleurt een wegduikende, koude plaatrand de rest van de plaat als het ware achter zich aan (slab pull), en bij mid-oceanische ruggen duwt de verhoogde korst de platen weg (ridge push). Samen verklaren deze krachten de waargenomen plaatbewegingen.

De geschiedenis van de theorie

De Duitse meteoroloog Alfred Wegener formuleerde in 1912 het idee van continentverschuiving: de gedachte dat de continenten ooit één geheel vormden en daarna uit elkaar zijn gedreven. Hij wees onder meer op de puzzelachtig passende kustlijnen van Zuid-Amerika en Afrika en op gelijke fossielen en gesteenten aan weerszijden van de oceaan.

Wegener kon echter geen mechanisme aanwijzen — geen kracht die de continenten zou verplaatsen — en zijn theorie werd decennialang afgewezen. Pas in de jaren 1960 won de gedachte algemeen terrein, dankzij nieuw bewijs: de ontdekking van zeebodemspreiding langs de mid-oceanische ruggen en het paleomagnetisme, de symmetrische magnetische strepen in de oceaanbodem die laten zien dat er voortdurend nieuwe korst bijkomt. Daarmee groeide het oude idee uit tot de moderne theorie van de platentektoniek, een van de hoekstenen van de aardwetenschappen.

Nederland op de plaat

Nederland ligt midden op de Euraziatische plaat, ver van elke actieve plaatgrens. Daarom kent ons land geen zware natuurlijke aardbevingen zoals langs subductiezones of de San Andreas-breuk. De ondergrond is hier geologisch betrekkelijk rustig.

Eén uitzondering vormt het zuiden. In Limburg loopt de Roerdalslenk, een dalingsgebied dat wordt begrensd door actieve breuken — een verre uitloper van de spanningen die ook elders in West-Europa spelen. Hier komen wél natuurlijke, tektonische bevingen voor; de zwaarste was die bij Roermond op 13 april 1992 met een magnitude van 5,8. Meer hierover staat op de pagina over aardbevingen in Limburg. De bevingen in Groningen hebben een andere oorzaak: die zijn door gaswinning geïnduceerd en niet het directe gevolg van plaatbeweging.

Misvattingen

Verder lezen

Wil je weten hoe de opgebouwde spanning zich precies ontlaadt en hoe bevingen worden gemeten? Lees dan verder over het ontstaan van een aardbeving, over breuken en verschuivingen in de korst, en over de Ring of Fire, waar de bewegingen van de platen het meest dramatisch zichtbaar zijn.