Voor een lange tijd, geowetenschappers hebben aangenomen dat de Alpen werden gevormd toen de Adriatische plaat uit het zuiden in botsing kwam met de Euraziatische plaat in het noorden. Volgens de leerboeken de Adriatische plaat gedroeg zich als een bulldozer, rotsmateriaal ervoor omhoog duwend in stapels die de bergen vormden. vermoedelijk, hun gewicht duwde vervolgens de onderliggende continentale plaat naar beneden, resulterend in de vorming van een sedimentair bekken in het noorden dat grenst aan de bergen - het Zwitserse Molasse-plateau. Overuren, terwijl de bergen hoger werden, zakte de bodem van het bassin steeds dieper weg met de rest van de plaat.

Een paar jaar geleden, echter, nieuwe geofysische en geologische gegevens leidden ETH-geofysicus Edi Kissling en Fritz Schlunegger, een sedimentspecialist van de Universiteit van Bern, om twijfels te uiten over deze theorie. In het licht van de nieuwe informatie, de onderzoekers veronderstelden een alternatief mechanisme voor de vorming van de Alpen.

Hoogte van de Alpen is nauwelijks veranderd

Kissling en Schlunegger wezen erop dat de topografie en hoogte van de Alpen de afgelopen 30 miljoen jaar nauwelijks zijn veranderd, en toch is de geul op de plaats van het Zwitserse plateau blijven zinken en het bekken strekte zich verder naar het noorden uit. Dit brengt de onderzoekers ertoe te geloven dat de vorming van de Centrale Alpen en het afzinken van de greppel niet met elkaar verbonden zijn zoals eerder werd aangenomen.

Ze beweren dat als de Alpen en de geul inderdaad waren gevormd door de impact van twee platen die op elkaar drukten, er zouden duidelijke aanwijzingen zijn dat de Alpen gestaag groeiden. Dat is omdat, gebaseerd op het eerdere begrip van hoe de Alpen ontstonden, de botsing van de platen, de vorming van de greppel en de hoogte van de bergketen zijn allemaal met elkaar verbonden.

Verder, seismische activiteit die de afgelopen 40 jaar in de Zwitserse Alpen en hun noordelijke voorland is waargenomen, documenteert duidelijk de uitbreiding over de bergketens in plaats van de compressie die wordt verwacht voor het bulldozer Adria-model.

Het gedrag van de Euraziatische plaat biedt een mogelijke nieuwe verklaring. Sinds ongeveer 60 jaar geleden, het voormalige oceanische deel van de Euraziatische plaat zinkt onder de continentale Adriatische microplaat in het zuiden. Door ongeveer 30 Ma geleden, dit proces van subductie is zo ver gevorderd dat de hele oceanische lithosfeer is verbruikt en het continentale deel van de Euraziatische plaat de subductiezone binnengaat.

Dit duidt het begin aan van de zogenaamde continent-continentale botsing met de Adriatische microplaat en de Europese bovenste, lichtere korst scheidt zich van de zwaardere, onderliggende lithosferische mantel. Omdat het minder weegt, de aardkorst schiet omhoog, letterlijk het creëren van de Alpen voor de eerste keer ongeveer 30 Ma geleden. Terwijl dit gebeurt, de lithosferische mantel zakt verder in de aardmantel, waardoor het aangrenzende deel van de plaat naar beneden wordt getrokken.

Deze theorie is aannemelijk omdat de Alpen voornamelijk bestaan ​​uit gneis en graniet en hun sedimentaire dekstenen zoals kalksteen. Deze aardkorststenen zijn aanzienlijk lichter dan de aardmantel - waarin de onderste laag van de plaat, de lithosferische mantel, duikt na het loslaten van de twee lagen die de continentale plaat vormen. "Beurtelings, hierdoor ontstaan ​​sterke opwaartse krachten die de Alpen uit de grond tillen, Kissling legt uit. "Het waren deze opwaartse krachten die ervoor zorgden dat de Alpen werden gevormd, niet het bulldozer-effect als gevolg van het botsen van twee continentale platen, " hij zegt.

Nieuw model bevestigt lifthypothese

Om de lifthypothese te onderzoeken, Luca Dal Zilio, voormalig promovendus in de groep van ETH geofysica professor Taras Gerya, heeft nu samengewerkt met Kissling en andere ETH-onderzoekers om een ​​nieuw model te ontwikkelen. Dal Zilio simuleerde de subductiezone onder de Alpen:de plaattektonische processen, die in de loop van miljoenen jaren heeft plaatsgevonden, en de bijbehorende aardbevingen.

"De grote uitdaging met dit model was het overbruggen van de tijdschalen. Het houdt rekening met bliksemsnelle verschuivingen die zich manifesteren in de vorm van aardbevingen, evenals vervormingen van de korst en de lithosferische mantel gedurende duizenden jaren, " zegt Dal Zilio, hoofdauteur van de studie die onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven .

Volgens Kissling, het model is een uitstekende manier om de verheffende processen te simuleren die hij en zijn collega postuleren. "Ons model is dynamisch, wat het een enorm voordeel geeft, " hij zegt, uitleggend dat eerdere modellen een nogal rigide of mechanische benadering hanteerden die geen rekening hield met veranderingen in plaatgedrag. "Al onze eerdere waarnemingen komen overeen met dit model, " hij zegt.

Het model is gebaseerd op natuurkundige wetten. Bijvoorbeeld, de Euraziatische plaat lijkt naar het zuiden te subduceren. In tegenstelling tot het normale model van subductie, echter, het beweegt niet echt in deze richting omdat de positie van het continent stabiel blijft. Dit dwingt de subducerende lithosfeer naar het noorden terug te trekken, waardoor de Euraziatische plaat een zuigend effect uitoefent op de relatief kleine Adriatische plaat.

Kissling vergelijkt de actie met een zinkend schip. Het resulterende zuigeffect is zeer sterk, hij legt uit. Sterk genoeg om de kleinere Adriatische microplaat naar binnen te trekken zodat deze tegen de korst van de Euraziatische plaat botst. "Dus, het mechanisme dat de platen in beweging zet is in feite geen duwend maar een trekkend effect, " hij zegt, concluderen dat de drijvende kracht erachter gewoon de zwaartekracht op de subductieplaat is.

Seismiciteit heroverwegen

In aanvulling, het model simuleert het optreden van aardbevingen, of seismiciteit, in de Centrale Alpen, het Zwitserse plateau en onder de Povlakte. "Ons model is de eerste aardbevingssimulator voor de Zwitserse Centrale Alpen, ", zegt Dal Zilio. Het voordeel van deze aardbevingssimulator is dat hij een zeer lange periode bestrijkt, wat betekent dat het ook zeer sterke aardbevingen kan simuleren die uiterst zelden voorkomen.

"De huidige seismische modellen zijn gebaseerd op statistieken, "Dal Zilio zegt, "Terwijl ons model geofysische wetten gebruikt en daarom ook rekening houdt met aardbevingen die maar eens in de paar honderd jaar voorkomen." De huidige aardbevingsstatistieken hebben de neiging om dergelijke aardbevingen te onderschatten. De nieuwe simulaties verbeteren daarom de beoordeling van het aardbevingsrisico in Zwitserland.