Eigenschappen van platentektoniek. Screenshot Wikipedia Commons
Israëlische, Nederlandse en Australische geologen werken er hard aan om de geheimen van platentektoniek te ontrafelen, het mechanisme dat continu de aardkorst vormt en aardbevingen en vulkaanuitbarstingen veroorzaakt.
Nu is er weer een mysterie onthuld. Eerder onderzoek toonde aan dat veranderingen in beweging tussen platen het gevolg kunnen zijn van continentale botsingen, stijgende mantelpluimen of de vorming van subductiezones. Maar kunnen dergelijke geodynamische gebeurtenissen een wereldwijde kettingreactie veroorzaken? Nu zijn geologen erin geslaagd bewijs te vinden dat deze hypothese ondersteunt.
"Met deze ontdekking zijn we in staat om de drijvende krachten achter plaatbewegingen beter te begrijpen, en dus processen zoals bergvorming of vulkanisme", zeggen de onderzoekers.
Hun bevindingen, zojuist gepubliceerd in Nature Geoscience , waren het resultaat van een samenwerking tussen geowetenschappers van de Universiteit Utrecht, de Australian National University en de Ben-Gurion University of the Negev.
Om hun hypothese te testen, stelden de onderzoekers zichzelf de volgende vraag: veroorzaakte de vorming van een nieuwe subductie zone ten noorden van Arabië die zelf werd veroorzaakt door een mantelpluim van ~ 100 Ma een kettingreactie? Utrecht Prof. Douwe van Hinsbergen, geoloog, voormalig Utrechts promovendus en eerste auteur Derya Gürer, en Ben-Gurion University prof. Roi Granot, analyseerden stap voor stap de volgorde van plaattektonische gebeurtenissen.
"Als onze hypothese klopt, veroorzaakte de nieuwe subductie zone die ten noorden van Arabië werd gevormd krachten die de Afrikaanse plaat in de 10 miljoen jaar na de initiatie van de subductie versnelden en draaiden. Om dit te analyseren, moesten we echter een groot probleem oplossen", zegt Gürer.
Stiltezone
Net als een bandrecorder wordt de kroniek van eerdere plaatbewegingen gearchiveerd in de magnetisatie van de oceanische korst. Zodra magma het oppervlak bereikt bij mid-oceanische ruggen en afkoelt tot gesteente, komen hun ijzerhoudende mineralen overeen met het omringende magnetische veld van de aarde en slaan ze op. De polariteit van het aardmagnetisch veld keerde herhaaldelijk door de geologische tijd heen, wat resulteerde in een spiegelsymmetrie van evenwijdige strepen die zich van de mid-oceanische rug af bewegen. De korst van de oceanen stelt ons daarom in staat om de beweging van tektonische platen in het verre verleden te reconstrueren.
Maar in het Late Krijt tussen 126 en 83 miljoen jaar waren er geen omkeringen van het magnetische veld. "In de oceanische korst die zich in deze periode heeft gevormd, wijst het magnetische veld overal in dezelfde richting. Het vormt de zogenaamde magnetische Quiet Zone", legt Van Hinsbergen uit. Tot voor kort was het onmogelijk om veranderingen in plaatbewegingen binnen dit mysterieuze tijdsinterval te reconstrueren. Maar 10 jaar geleden ontdekte Prof. Granot dat de rotsen in de Centraal-Atlantische Stille Zone abrupte veranderingen in magnetische ruis registreerden.
"Door de methoden die we normaal gebruiken voor magnetische omkeringen toe te passen op magnetische ruisvariaties, waren we in staat om de temporele resolutie van het plaatmodel aanzienlijk te verbeteren. Het toonde aan dat de Afrikaanse plaat inderdaad versnelde en roteerde toen de nieuwe subductie zone begon te trekken, ' zegt Granot.
Deze rotatie veroorzaakte op zijn beurt een opeenvolging van tektonische gebeurtenissen, waaronder een nieuwe subductie zone in de westelijke Middellandse Zee, die op zijn beurt de westelijke Middellandse Zee uit elkaar trok.
"Dit is de eerste keer dat er bewijs is gevonden voor een plaat tektonische kettingreactie. Met dit onderzoek hebben we een mechanisme ontleed om te verklaren waarom er korte perioden zijn waarin platen plotseling van richting veranderen. Deze plaatbewegingen beïnvloeden de vorming van bergen, mariene toegangspoorten, oceaancirculatiepatronen, vulkanisme en zelfs het mondiale klimaat”, zegt Gürer.
Deze studie werd ondersteund door de Israel Science Foundation (ISF) subsidie nr. 1923/21 en Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek).
