science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe de continenten van de aarde in de loop van miljoenen jaren verwrongen en verwrongen werden

Gefotografeerd op Kangaroo Island, deze rots - een 'zebraschist' genoemd - is vervormd door platliggende zeesedimenten door te zijn gestrest door een continentale botsing meer dan 500 miljoen jaar geleden. Krediet:Dietmar Muller, CC BY

De klassieke platentektoniektheorie werd in de jaren zestig ontwikkeld.

Het stelde voor dat de buitenste laag van onze planeet bestaat uit een klein aantal stijve platen, gescheiden door smalle grenzen. Het oppervlak van de aarde zou kunnen worden gezien als een eenvoudige puzzel met slechts negen grote platen en een aantal veel kleinere.

Maar wat werd verdoezeld toen globale platentektoniekmodellen voor het eerst werden ontwikkeld, was de enorme vervorming die deze schijnbaar stijve platen ondervonden.

Vijftig jaar na de platentektoniekrevolutie, we zijn er vrij zeker van dat de continentale delen van platen niet uniform zijn, ze zijn ook niet rigide. De gigantische krachten die continenten langzaam over de stroperige mantellaag eronder bewegen, als koekjes die over een warme toffee-oceaan glijden, de continenten benadrukken, en draai en draai de korst. Dit is een proces dat zich over miljoenen jaren heeft voltrokken.

Als onderdeel van recent onderzoek, we werkten met een team van internationale medewerkers om een ​​computermodel te bouwen om te laten zien hoeveel de continenten zijn vervormd sinds het Trias, ongeveer 250 miljoen jaar geleden. Het supercontinent Pangea begon kort daarna uiteen te vallen, scheurend langs de naden tussen Afrika en Noord-Amerika.

Kaart van de harde platen van de aarde met de belangrijkste tektonische platen gelabeld. Smalle plaatgrenszones zijn de dunne zwarte lijnen. Gemaakt met behulp van plaatreconstructiesoftware (www.gplates.org). Krediet:Maria Seton, Auteur verstrekt

We beschrijven dit nieuwe begrip van het mangelen van continenten in een artikel dat deze maand in het tijdschrift Tectonics is gepubliceerd.

Enorme krachten

We wisten al dat die kolossale tektonische krachten langs plaatgrenzen werken. We kunnen dit zien wanneer continenten botsen, zoals toen Afrika in botsing kwam met Eurazië, bergen vormen zoals de Alpen, of bekkens vormen wanneer continenten uit elkaar worden gescheurd, zoals in Oost-Afrika gebeurt.

Animatie die de beweging van de tektonische platen en de bijbehorende evolutie van vervorming toont sinds het uiteenvallen van het Pangea-supercontinent. Krediet:Sabin Zahirovic

Ons nieuwe onderzoek gebruikte geologische en geofysische gegevens om alle belangrijke zones van continentale vervorming te lokaliseren, ingebouwd in een globaal model van plaatbewegingen met behulp van onze GPlates-software.

We laten zien dat ten minste een derde van alle continentale korst enorm is vervormd sinds Pangea voor het eerst begon te breken. Dat is maar liefst 75 miljoen km 2 , ongeveer zo groot als Noord- en Zuid-Amerika en Afrika samen.

Vervormde continentale regio's omvatten grote uitgerekte en verzonken continenten zoals Zeelandia, evenals korstcontractie waar botsingen hebben plaatsgevonden, het produceren van berggordels zoals de Himalaya, de Europese Alpen, Het Zagros-gebergte in Iran en de zuidelijke Alpen van Nieuw-Zeeland.

Een model van tektonische platen die over de stroperige mantel bewegen. Blauw materiaal staat voor platen die worden gerecycled in het hete binnenste van de aarde. Rood materiaal staat voor extra heet materiaal dat uit de kern van de aarde opstijgt. Krediet:Maelis Arnould

De bakermat van de mensheid

Wanneer korst wordt uitgedund en uitgerekt, de korstvervormingen zijn meestal aan het zicht onttrokken omdat ze snel worden bedekt door sedimenten. Maar er zijn uitzonderingen.

De Oost-Afrikaanse Riftvallei is een van de meest spectaculaire voorbeelden van aardkorstuitbreiding die aan de oppervlakte zichtbaar is. Het is niet onder de zeespiegel gezakt omdat de regio omhoog wordt geduwd door een mantelpluim, een grote opwelling van heet gesmolten materiaal dat opheffing en vulkanisme veroorzaakt.

  • Gevouwen mariene sedimenten in de Alpen (Helvetic Nappes van Zwitserland), opgetild en vervormd door de botsing van de Afrikaanse en Euraziatische continenten. Krediet:Kurt Stüwe, Auteur verstrekt

  • Gevouwen mariene sedimenten op het Whangaparaoa-schiereiland ten noorden van Auckland, Nieuw-Zeeland, als gevolg van de vorming van een convergente plaatgrens in het noorden van Nieuw-Zeeland in het begin van het Mioceen, ongeveer 23 miljoen jaar geleden. Krediet:Adriana Dutkiewicz, Auteur verstrekt

  • De Rift Valley was een belangrijke plaats voor vroege evolutie en diversificatie van mensen. Krediet:van www.shutterstock.com

De kloofvallei wordt omgeven door een gigantisch breuksysteem dat Afrika in tweeën splitst. De kloof veranderde een vlak landschap in een landschap met 4 km hoge bergen en meerbassins met vegetatie variërend van woestijn tot nevelwoud. Deze verscheidenheid aan oppervlakte-omgevingen maakte de weg vrij voor de vroege evolutie en diversificatie van mensen.

Het belang van stress

We houden misschien niet van stress in ons dagelijks leven, maar de voortdurende stress en spanning die op continenten werkt, geeft ons een belangrijk verslag van de geschiedenis van de aarde.

Hedendaagse kaart met de gebieden die de afgelopen 250 miljoen jaar compressie of uitbreiding hebben ondergaan. Krediet:Sabin Zahirovic, Auteur verstrekt

Door de patronen van continentale vervorming in de tijd te modelleren, kunnen we regionale patronen van aardbevingen en vulkanisme onderzoeken en dramatische veranderingen in het klimaat op aarde in de loop van de tijd verklaren.

Het biedt ook een raamwerk op basis van tektonische gegevens om minerale hulpbronnen te zoeken, zoals de metalen kobalt en wolfraam, die nodig zijn voor een duurzame energietoekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.