NGV-Geonieuws 127 artikel 733

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Oktober 2006, jaargang 8 nr. 20 artikel 733

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 127! Op de huidige pagina is alleen artikel 733 te lezen.

<< Vorig artikel: 732 | Volgend artikel: 734 >>

733 Subductie vond al meer dan 3 miljard jaar geleden plaats
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De ontwikkeling van de schollentektoniek heeft de geologie tot een echte natuurwetenschap gemaakt, waarbij tal van grootschalige verschijnselen een plaats in een model vonden, en waarbij de samenhang tussen veel van die verschijnselen ook in een bredere context kon worden geplaatst. Het is echter nog niet duidelijk of er al vanaf het moment dat de aardkorst werd gevormd sprake was van schollentektoniek. Voor het Archeïcum (4-2,5 miljard jaar geleden) is daarvoor geen duidelijk bewijs. De verschuiving van continenten, die direct een gevolg is van de schollentektoniek, is dan ook gewoonlijk nauwelijks of zelfs helemaal niet direct te bepalen, omdat de magnetische gegevens die in sommige gesteenten worden opgeslagen na een dergelijk lange tijdsduur niet betrouwbaar zijn 'af te lezen': de bij de vorming van het gesteente vastgelegde magnetische gegevens zijn daarna vrijwel onvermijdelijk verloren gegaan doordat later processen in de magnetische mineralen een andere richting vastlegden.


Het lege landschap van het Barberton-gebied

Met schollentektoniek gaan echter ook andere verschijnselen gepaard. Zo schuift, waar twee schollen op elkaar botsen, de ene schol onder de andere weg (subductie). De enige andere mogelijkheid is dat de twee botsende continenten zich als het ware in elkaar frommelen (collisie), zoals dat ook kan gebeuren wanneer twee auto's recht op elkaar inrijden. Het aantonen van subductie of collisie in een bepaalde tijd bewijst dus dat er toen schollentektoniek bestond. Die processen zijn (als het meezit) wél voor zeer oude gesteenten te reconstrueren. En dat is precies wat Zuid-Afrikaanse onderzoekers hebben gedaan aan de hand van analyses van gesteenten in het Barberton-gebied; die gesteenten zijn ca. 3,23 miljard jaar oud.


De sterk geplooide gneis van ca. 3,5 miljard jaar oud

De onderzoekers moesten er wel rekening mee houden dat tijdens de vorming van de gesteenten in het Barberton gebied (die nu deel uitmaken van een zogeheten 'greenstone belt', zo genoemd naar de groene kleur die door vorming van nieuwe mineralen bij de metamorfose is ontstaan) continentverschuiving fundamenteel anders moet zijn geweest dan nu. Continentverschuiving is immers afhankelijk van convectiestromen in de aardmantel, die vooral het gevolg zijn van de voortdurende 'toevoer' van de warmte die vrijkomt bij het natuurlijke verval van radioactieve elementen. Zo'n 3,2 miljard jaar geleden was de warmteproductie ruwweg driemaal zo groot als nu, en zowel continentbeweging als subductie moet toen daarom geheel anders van aard zijn geweest dan nu.


Microscopische opname van het metamorfe gesteente met granaat dat omgeven wordt
door een randje plagioklaas

Bij het onderzoek in de Barberton greenstone belt troffen de onderzoekers diverse metamorfe gesteenten aan (o.a. gneis, trondhjemiet en tonaliet) met mineraalassociaties waaruit een interessante vorming van het hele complex is af te leiden. Het gaat daarbij onder meer om granaat/albiet-assemblages, waaruit valt te reconstrueren dat het gesteente werd gevormd bij een druk van 1,2-1,5 GPa, bij een druk van 600-650 °C. Dergelijke omstandigheden wijzen op een geothermische gradiënt van 12-15 °C per kilometer. Dat is opvallend laag, en komt overeen met wat momenteel in een subductiezone wordt vastgesteld (terwijl de warmteproductie destijds veel hoger was). In samenhang met andere gegevens komen de onderzoekers tot de conclusie dat er inderdaad sprake moet zijn geweest van subductie. Dat betekent dus dat er al meer dan 3 miljard jaar geleden sprake was van schollentektoniek.

Referenties:
  • Moyen, J.-F., Stevens, G. & Kisters, A., 2006. Record of mid-Archaean subduction from metamorphism in the Barberton terrain, South Africa. Nature 442, p. 559-562.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Jean-François Moyen, Department of Geology, University of Stellenbosch, Matieland (Zuid-Afrika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl