Het begrip plaattektoniek verbindt bijna alles wat je in de geologie leert. Het verklaart waarom de kust van Zuid-Amerika in die van Afrika past, waarom aardbevingen en vulkanen in smalle gordels liggen, waarom de Himalaya nog steeds groeit en waarom de oceaanbodem nergens ouder is dan ongeveer 200 miljoen jaar. Het idee groeide uit de hypothese van continentale drift van Alfred Wegener (1912) en werd in de jaren 1960 de standaardtheorie.
De tektonische platen
Een plaat bestaat uit lithosfeer: korst plus het bovenste, stijve deel van de mantel, samen ongeveer 100 km dik (zie bouw van de aarde). Een plaat is dus géén continent: de meeste platen dragen zowel continentale als oceanische korst. De Pacifische plaat is bijna helemaal oceaanbodem; de Euraziatische plaat draagt Europa, het grootste deel van Azië én de oostelijke helft van de Atlantische Oceaan.
| Plaat | Oppervlakte (mln km²) | Snelheid (cm/jaar) | Opvallend |
|---|---|---|---|
| Pacifische plaat | ~103 | 7 – 10 | grootste en een van de snelste; vrijwel alleen oceaankorst, Hawaï ligt erop |
| Noord-Amerikaanse plaat | ~76 | ~2 | loopt tot de Mid-Atlantische Rug en omvat ook Groenland en West-IJsland |
| Euraziatische plaat | ~68 | 1 – 2 | Nederland en België liggen er midden op |
| Afrikaanse plaat | ~61 | ~2 | duwt naar het noorden tegen Europa: Alpen, Etna |
| Antarctische plaat | ~61 | ~1 | bijna geheel omringd door spreidingsruggen |
| Indo-Australische plaat | ~59 | 5 – 7 | India ramt Azië; vaak gesplitst in een Indische en Australische plaat |
| Zuid-Amerikaanse plaat | ~44 | ~1 – 3 | westrand: de Nazcaplaat duikt eronder, de Andes rijst op |
Belangrijke kleinere platen zijn onder meer de Nazca-, Cocos-, Caribische, Filipijnse, Arabische en Juan de Fucaplaat. Ter vergelijking: 2,5 cm per jaar is ongeveer de snelheid waarmee je nagels groeien. Sinds de geboorte van een student van 17 is Europa dus zo’n 35 cm van Noord-Amerika weggeschoven.
Drie soorten plaatgrenzen
| Grens | Beweging | Gevolgen | Voorbeelden |
|---|---|---|---|
| Divergent (constructief) | uit elkaar | mantelgesteente stijgt op en smelt door drukverlaging; nieuwe oceaankorst, slenken, ondiepe aardbevingen, rustige basaltvulkanen | Mid-Atlantische Rug, IJsland, Oost-Afrikaanse Riftvallei |
| Convergent (destructief) | naar elkaar toe | subductie: de zwaardere oceaanplaat duikt de mantel in; diepzeetrog, zware en diepe aardbevingen, explosieve vulkanen; bij botsing van continenten: plooiingsgebergte | Andes (oceaan–continent), Japan en Marianentrog (oceaan–oceaan), Himalaya en Alpen (continent–continent) |
| Transform (conservatief) | langs elkaar | geen korst gemaakt of vernietigd; ondiepe, soms zware aardbevingen, geen vulkanen | San Andreasbreuk (Californië), Noord-Anatolische breuk (Turkije) |
Divergent. Midden in de Atlantische Oceaan loopt een 16 000 km lange onderzeese bergrug. Daar wijken Amerika en Europa/Afrika uiteen en vult opstijgend magma de spleet. Op IJsland ligt die rug boven water: bij Þingvellir kun je tussen de twee plaatranden lopen. Op een continent begint divergentie als een slenk; de Oost-Afrikaanse Riftvallei is zo’n jonge breuk die over miljoenen jaren een nieuwe oceaan kan worden.
Convergent. Oceaankorst is zwaarder dan continentale korst. Botsen ze, dan zinkt de oceaanplaat schuin de mantel in (subductie). Op 100 tot 150 km diepte komt water vrij uit de dalende plaat, dat het smeltpunt van de mantel erboven verlaagt: zo ontstaan rijen vulkanen zoals in de Andes en rond de Grote Oceaan. Botsen twee continenten, dan zinkt geen van beide: de korst plooit en stapelt zich op. Zo ontstond de Himalaya toen India ongeveer 50 miljoen jaar geleden tegen Azië botste.
Transform. Bij een transformbreuk schuren platen zijdelings langs elkaar. Ze haken vast, bouwen spanning op en schieten dan ineens door: een aardbeving. De San Andreasbreuk scheidt de Pacifische en de Noord-Amerikaanse plaat.
Drijvende krachten: slab pull, ridge push en mantelconvectie
Waarom bewegen platen? Lang dacht men dat de platen passief meeliften op stromingen in de mantel, als dozen op een lopende band. Het huidige beeld is genuanceerder: de platen zijn zelf het actieve, koude bovenste deel van de mantelconvectie.
- Slab pull (plaattrek) — de belangrijkste kracht. Oceanische lithosfeer koelt af naarmate ze ouder wordt en wordt daardoor dichter dan de hete mantel eronder. In een subductiezone zinkt die koude plaat (de ‘slab’) de mantel in en trekt de rest van de plaat achter zich aan, zoals een tafelkleed dat van de tafel glijdt. Platen met veel subductiezones aan hun rand, zoals de Pacifische plaat, zijn het snelst.
- Ridge push (rugduw) — bij een mid-oceanische rug ligt jonge, warme lithosfeer hoog. Ze glijdt onder invloed van de zwaartekracht van die verhoging af. Deze kracht is kleiner dan slab pull.
- Mantelconvectie — de mantel is vast, maar stroomt over miljoenen jaren als een zeer stroperige vloeistof. Warmte uit de kern en uit radioactief verval laat heet gesteente opstijgen; koud gesteente zakt. Zinkende platen zijn de dalende tak van die convectie, mantelpluimen (zoals onder Hawaï en IJsland) een stijgende tak. Het principe is hetzelfde als stroming in een pan water (warmtetransport).
Rekenvoorbeeld. De Atlantische Oceaan is op zijn breedst ongeveer 5 000 km en verbreedt met ongeveer 2,5 cm per jaar. Hoe lang heeft het openen geduurd? t = 5 000 km / 2,5 cm/jaar = 5 · 10⁸ cm / 2,5 cm/jaar = 2 · 10⁸ jaar, dus ongeveer 200 miljoen jaar. Dat klopt met de ouderdom van de oudste Atlantische oceaanbodem en met het uiteenvallen van Pangea.
Bewijzen voor plaattektoniek
- Passende continenten en fossielen: dezelfde fossielen en gesteenten aan weerszijden van oceanen (zie continentale drift en fossielen).
- Magnetische strepen: het basalt van de oceaanbodem legt bij het stollen de richting van het aardmagnetisch veld vast. Omdat het veld af en toe ompoolt, liggen er spiegelsymmetrische strepen aan weerszijden van de ruggen (Vine en Matthews, 1963).
- Ouderdom van de oceaanbodem: die is het jongst bij de rug en wordt naar de randen toe steeds ouder, tot maximaal ongeveer 200 miljoen jaar.
- Aardbevingen en vulkanen liggen in smalle gordels langs de plaatranden; in subductiezones worden haarden schuin naar beneden steeds dieper, tot ongeveer 700 km (Wadati-Benioffzone).
- GPS-metingen tonen de bewegingen nu rechtstreeks, met millimeternauwkeurigheid.
Plaattektoniek in Nederland en België
Nederland en België liggen ver van een plaatgrens, midden op de Euraziatische plaat. Toch merk je de gevolgen. De botsing van Afrika met Europa (die ook de Alpen opbouwde) zet de korst van West-Europa onder spanning. Daardoor scheurt hier de Roerdalslenk langzaam open, een tak van een slenkensysteem dat via de Rijnslenk tot in Zuid-Duitsland loopt. De breuken aan de randen, zoals de Peelrandbreuk, veroorzaken af en toe natuurlijke aardbevingen: de zwaarste was die van Roermond in 1992. De bevingen in Groningen hebben een andere oorzaak: daar is gaswinning de boosdoener, niet tektoniek.
Iets verder weg liggen de jonge vulkanen van de Eifel, die met deze slenken samenhangen, en de Ardennen, die nog steeds langzaam omhoogkomen. Zelfs het zand onder je voeten is via gebergtevorming, erosie en rivieren ontstaan (zie gesteenten).
Onderwerpen in plaattektoniek
- Aardbevingen — oorzaken, P-, S- en oppervlaktegolven, magnitude en de bevingen in Nederland.
- Vulkanen — typen vulkanen, magma, de VEI-schaal, hotspots en de Ring van Vuur.
- Continentale drift — Wegeners bewijzen, Pangea en de tijdlijn van de continenten.
- Bouw van de aarde — korst, mantel, kern, lithosfeer en asthenosfeer.
Veelgestelde vragen
Wat is plaattektoniek?
Plaattektoniek is de theorie dat de lithosfeer, de stijve buitenste schil van de aarde, uit platen bestaat die met enkele centimeters per jaar bewegen. Aan de plaatgrenzen ontstaan aardbevingen, vulkanen, gebergten en nieuwe oceaanbodem.
Hoeveel tektonische platen zijn er?
Er zijn zeven grote platen: de Pacifische, Noord-Amerikaanse, Euraziatische, Afrikaanse, Antarctische, Indo-Australische en Zuid-Amerikaanse plaat. Daarnaast zijn er tientallen kleinere platen, zoals de Nazca-, Filipijnse en Arabische plaat.
Wat is het verband tussen plaattektoniek en mantelconvectie?
Mantelconvectie is de trage stroming van heet, vast gesteente in de mantel door warmte uit het binnenste. De platen vormen het koude bovenste deel van die stroming: zinkende platen zijn de dalende tak. De belangrijkste directe kracht is slab pull, het zinken van koude oceaanplaten in subductiezones.
Wat zijn de drie soorten plaatgrenzen?
Divergente grenzen, waar platen uit elkaar gaan (Mid-Atlantische Rug); convergente grenzen, waar ze naar elkaar toe bewegen (Andes, Himalaya); en transformgrenzen, waar ze langs elkaar schuiven (San Andreasbreuk).
Hoe snel bewegen tektonische platen?
Meestal 1 tot 10 cm per jaar. De Euraziatische plaat beweegt 1 tot 2 cm per jaar, de Pacifische plaat 7 tot 10 cm per jaar, ongeveer zo snel als haar groeit.
Heeft Nederland last van plaattektoniek?
Nederland ligt midden op de Euraziatische plaat, maar door spanning in de korst zijn breuken in Limburg en Brabant actief, zoals de Peelrandbreuk. Die gaven onder meer de aardbeving van Roermond in 1992. De Groningse bevingen komen door gaswinning.