NGV-Geonieuws 171 artikel 1085

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


September 2010, jaargang 12 nr. 6 artikel 1085

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 171! Op de huidige pagina is alleen artikel 1085 te lezen.

<< Vorig artikel: 1084 | Volgend artikel: 1086 >>

1085 Noord-Amerika groeide van onderen aan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over (Dino)sauriers ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De continenten begonnen omstreeks 3 miljard jaar geleden te ontstaan. De aarde was toen nog heet en de continenten vormden als het ware massa’s die, door verschil in soortelijk gewicht, boven kwamen drijven op de aardmantel waarin de convectiestromen veel heftiger waren dan nu. Aan het oppervlak koelden de geleidelelijk groter wordende vroege continentale massa’s af, totdat de aangroei stopte - ongeveer 2 miljard jaar geleden - doordat de aarde te ver was afgekoeld om het aangroeiingsproces op gelijke wijze te laten doorgaan. De zo 3-2 miljard jaar gevormde continentale massa’s vormen de rigide kernen van de huidige continenten en worden ‘cratons’ genoemd.

Die situatie bleef lang min of meer gehandhaafd, totdat, waarschijnlijk omstreeks een miljard jaar geleden, de continenten zich weer geleidelijk begonnen uit te breiden. Dat kon door aangroei langs de randen als gevolg van de schollentektoniek. Wel vonden er al vanaf het Archeïcum verschuivingen van de continenten plaats, waarbij diverse malen supercontinenten werden gevormd die daarna weer werden opgebroken.


Het oude craton (top) verschilt chemisch van de jongere
lithosfeer (daaronder), die op zijn beurt wordt gescheiden
van de asthenosfeer door een grenslaag (LAB).

De geschiedenis van de cratons is moeilijk te ontrafelen. Ze zijn zo oud en rigide dat er nauwelijks gebergtevorming in kan optreden, waardoor weinig van de ca. 40 km dikke aardkorst valt te zien. De meeste informatie komt van kleine gesteentefragmenten (xenolieten) en kristallen (xenocrysten) die bij vulkanisme uit de ondergrond mee omhoog worden gesleurd en - soms - aan het oppervlak in lavastromen terechtkomen. Uit dergelijk materiaal is bekend dat onder de cratons materiaal met een andere chemische samenstelling voorkomt. Mede daarom werd gewoonlijk aangenomen dat de cratons zijn gegroeid doordat mantelmateriaal aan de onderzijde van de cratons afkoelde en differentieerde op basis van soortelijk gewicht en dat daarna ‘korstachtig’ materiaal aan de onderzijde van de cratons ‘vastkleefde’. Ook zou dat kunnen gebeuren wanneer een mantelpluim opsteeg tot onder een craton.


Het dikste deel (blauw) is 250 km dik en bestaat uit een 3 miljard
jaar oud craton met daaronder lithosfeer die gedurende de laatste
miljard jaar werd gevormd. De stippellijn geeft de grens aan van het craton.

Dat beeld moet worden herzien op basis van een geofysische studie, die gebruik maakte van het gegeven dat seismische golven zich in een gesteente sneller voortplanten in de richting waarin dat gesteente is uitgerekt dan in andere richtingen. Uit dit onderzoek van het Noord-Amerikaanse continent bleek dat er diverse pakketten zijn te onderscheiden. Het bovenste materiaal bestaat uit het ca. 3 miljard jaar oude craton. Daaronder bevindt zich de ‘continentale wortel’, die veel jonger is (ongeveer een miljard jaar). Daaronder bevindt zich een grenslaag, die het bovenliggende materiaal scheidt van de plastische asthenosfeer (de laag waarop de continenten bij continentverschuiving worden meegevoerd).


Onderzoekster Barbara Romanowicz.


Onderzoeker Huaiyu Yuan.


Het Noord-Amerikaanse craton is het dikst in zijn centrum, dat in Canada ligt. Naar de randen wordt het dunner. Opvallend is de enorme maximale dikte van het craton: 250 km. In het craton ligt een scherpe geofysische grens op ongeveer 150 km diepte: veel te ondiep voor de grens tussen lithosfeer en asthenosfeer. Kennelijk is het craton uit twee typen lithosfeer opgebouwd: het oorspronkelijke ‘oude’ craton en daaronder jonger materiaal, dat volgens zijn geofysische eigenschappen identiek is aan de zeebodem zoals die nieuw gevormd wordt langs de midoceanische ruggen. Dat materiaal kan daar volgens de onderzoekers alleen terecht zijn gekomen als relatief jonge continentale korst bij subductie onder het oude craton is geschoven, waarbij dat craton als het ware stukken van die korst heeft afgeschraapt en vastgehouden. Dat totaal nieuwe idee over hoe de continenten van onderen aangroeien klopt in ieder geval met wat bekend is geworden op basis van xenolieten en xenocrysten.

Referenties:
  • Yuan, H. & Romanowicz, B., 2010. Lithospheric layering in the North American craton. Nature 466, p. 1063-1068.

Tekeningen: Barbara Romanowicz, Berkeley Seismological Laboratory, University of California, Berkeley, CA (Verenigde Staten van Amerika). Foto’s: University of Berkeley.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl