Platentektoniek en aardplaten: convergent, divergent en transform

Wat is platentektoniek?

Platentektoniek is de theorie die verklaart waarom continenten bewegen, waarom er gebergten zijn en waarom aardbevingen en vulkanen niet willekeurig over de aarde liggen. De kern van de theorie is eenvoudig: de buitenste, stijve laag van de aarde is geen aaneengesloten schaal maar een verzameling losse platen die over een zachtere laag eronder bewegen.

Die stijve buitenlaag heet de lithosfeer en bestaat uit de aardkorst plus het bovenste deel van de mantel. Daaronder ligt de asthenosfeer: mantelgesteente dat zo warm is dat het zich over lange tijd als een taaie stroperige massa gedraagt. Op die laag kunnen de platen bewegen.

Op de kaart zie je dat de platen niet samenvallen met de continenten. De Pacifische plaat bestaat bijna helemaal uit oceaanbodem, terwijl de Euraziatische plaat zowel Europa, Azië als een stuk oceaan bevat. Een plaatgrens loopt dus niet langs een kustlijn, en dat is een van de dingen die op toetsen het vaakst verkeerd wordt gelezen.

De opbouw van de aarde

Om de beweging te begrijpen moet je weten hoe de aarde van binnen is opgebouwd. Elke laag heeft een eigen samenstelling en een eigen temperatuur.

De aardkorst zelf bestaat in twee varianten, en dat onderscheid bepaalt wat er bij een plaatgrens gebeurt.

De dichtheid is de sleutel. Oceanische korst is zwaarder dan continentale korst, en daarom duikt die er bij een botsing altijd onder. Dat verklaart ook waarom de oceaanbodem nergens ouder is dan ongeveer tweehonderd miljoen jaar: hij wordt continu aangemaakt en weer opgeruimd.

Waarom bewegen de platen?

De motor achter de plaatbeweging zit in de mantel. De kern van de aarde is enorm heet, onder andere door het verval van radioactieve stoffen. Die warmte moet naar buiten en dat gebeurt via convectiestromen: warm mantelmateriaal stijgt op, koelt bij de korst af, wordt zwaarder en zakt weer omlaag. Dat zijn dezelfde stromen die je in een pan kokend water ziet, alleen duurt een omloop hier miljoenen jaren.

Convectie alleen verklaart de beweging niet helemaal. Er zijn twee krachten die meehelpen, en die worden op havo en vwo apart getoetst.

De platen bewegen met een snelheid van ongeveer een tot tien centimeter per jaar. Dat lijkt niets, maar over miljoenen jaren is het genoeg om oceanen te openen en gebergten te vormen. De Atlantische Oceaan groeit nog steeds ongeveer twee centimeter per jaar.

De drie soorten plaatgrenzen

Bij elke plaatgrens gebeurt iets anders, afhankelijk van de richting waarin de platen ten opzichte van elkaar bewegen.

Divergente plaatgrenzen

Waar twee platen uit elkaar bewegen, komt er ruimte vrij. Mantelmateriaal stijgt op, smelt door de drukverlaging en vult het gat op als nieuwe basaltkorst. Op de oceaanbodem levert dat een mid-oceanische rug op: een gebergte van duizenden kilometers lang dat midden in de oceaan ligt.

Het bewijs voor dit proces zit in de ouderdom van de oceaanbodem. Vlak bij de rug is het gesteente pas gevormd, en hoe verder je van de rug af gaat, hoe ouder het is. De leeftijdspatronen liggen daarbij symmetrisch aan beide kanten van de rug. Dat wordt zeebodemspreiding genoemd en het was het eerste harde bewijs voor de hele theorie.

Op het land geeft divergentie een slenkdal: de korst rekt uit, breekt en een stuk zakt weg tussen twee breuken. De Oost-Afrikaanse Slenk is hiervan het bekendste voorbeeld. Over miljoenen jaren kan daar een nieuwe oceaan ontstaan.

Convergente plaatgrenzen

Bij convergentie botsen twee platen. Wat er precies gebeurt, hangt af van welke soorten korst er tegen elkaar aan komen.

Het proces waarbij een plaat onder een andere wegzakt heet subductie. De wegzakkende plaat neemt water mee de mantel in. Dat water verlaagt het smeltpunt van het mantelgesteente, waardoor er magma ontstaat dat opstijgt en vulkanen vormt. Zo is de keten vulkanen langs de Andes en langs Japan te verklaren: ze liggen niet op de trog, maar er een eind achter, precies boven de smeltzone.

De diepste plekken van de oceaan liggen bij deze grenzen. De trog is de geul die ontstaat waar de plaat de mantel in buigt. De Marianentrog is met bijna elf kilometer het diepste punt op aarde.

Transforme plaatgrenzen

Bij een transforme grens schuiven twee platen horizontaal langs elkaar. Er verdwijnt geen korst en er komt geen korst bij, dus er zijn hier geen vulkanen. Wat er wel is, zijn aardbevingen, en soms zware.

Dat komt doordat de platen niet soepel langs elkaar glijden. Ze haken vast, de spanning loopt op, en op een moment schiet het gesteente los. Alle spanning komt dan in een keer vrij als een aardbeving. De San Andreasbreuk in Californië is het bekendste voorbeeld: daar schuift de Pacifische plaat langs de Noord-Amerikaanse plaat.

Waarom aardbevingen en vulkanen langs plaatgrenzen liggen

Als je een wereldkaart met aardbevingen naast een wereldkaart met plaatgrenzen legt, zie je bijna hetzelfde patroon. Dat is geen toeval: aardbevingen zijn het gevolg van spanning die vrijkomt, en die spanning zit waar platen elkaar raken.

De Ring van Vuur rond de Pacifische Oceaan is het gebied waar dit het sterkst zichtbaar is. Rondom die ene grote oceaan liggen vrijwel alleen convergente grenzen met subductie, en daar ligt dan ook ongeveer driekwart van alle actieve vulkanen op aarde en het grootste deel van de zware aardbevingen.

Er is een uitzondering die je moet kennen: hotspots. Dat zijn plekken waar een pluim van heet mantelmateriaal recht omhoog komt, midden in een plaat. Doordat de plaat over de hotspot heen schuift, ontstaat er een rij vulkanen waarvan alleen de jongste nog actief is. Hawaii en IJsland zijn de bekendste voorbeelden.

Van Wegener naar platentektoniek

De theorie is niet in een keer bedacht. Alfred Wegener stelde in 1912 dat de continenten vroeger een geheel vormden, een supercontinent dat hij Pangea noemde. Zijn bewijzen waren goed: de kustlijnen van Zuid-Amerika en Afrika passen op elkaar, dezelfde fossielen komen op beide continenten voor en gebergten lopen aan weerszijden van de Atlantische Oceaan door.

Wat Wegener niet kon uitleggen, was hoe de continenten bewogen. Zijn idee dat ze door de oceaanbodem ploegden was fysisch onmogelijk, en daarom werd zijn theorie decennialang afgewezen. Pas in de jaren zestig, toen met sonar en metingen van het aardmagnetisch veld de zeebodemspreiding werd aangetoond, viel het mechanisme op zijn plek. De platen bewegen niet door de oceaanbodem, ze bewegen mét de oceaanbodem.

Dit is een goed voorbeeld van hoe wetenschap werkt: een juiste observatie zonder werkend mechanisme is niet genoeg. Op examens komt deze vraag terug in de vorm van bronnen met Wegeners bewijzen en de vraag welk bewijs pas later beschikbaar kwam.

Fouten die op toetsen het vaakst voorkomen

Deel deze pagina met je vrienden