Geologen hebben een verklaring - een wetenschappelijke theorie - over hoe het aardoppervlak zich gedraagt, platentektoniek genoemd. Tektoniek betekent grootschalige structuur. Dus "platentektoniek" zegt dat de grootschalige structuur van de buitenste schil van de aarde een set platen is. (zie de kaart)
Tektonische platen
Tektonische platen komen niet helemaal overeen met de continenten en de oceanen op het aardoppervlak. Zo strekt de Noord-Amerikaanse plaat zich uit van de westkust van de Verenigde Staten en Canada tot het midden van de Atlantische Oceaan. En de Pacifische plaat bevat een stuk Californië en het grootste deel van de Stille Oceaan (zie de lijst van platen). Dit komt omdat de continenten en oceaanbekkens deel uitmaken van de aardkorst. Maar platen zijn gemaakt van relatief koud en hard gesteente, en dat reikt dieper dan de korst tot in de bovenmantel. Het deel van de aarde waaruit de platen bestaan, wordt de lithosfeer genoemd. Het is gemiddeld ongeveer 100 kilometer dik, maar dat verschilt enorm van plaats tot plaats. (zien Over de lithosfeer)
De lithosfeer is massief gesteente, zo stijf en stijf als staal. Daaronder bevindt zich een zachtere, warmere laag van vast gesteente, de asthenosfeer ("es-THEEN-osphere") genaamd, die zich uitstrekt tot ongeveer 220 kilometer diepte. Omdat het bij gloeiend hete temperaturen is, is het gesteente van de asthenosfeer zwak ("astheno-" betekent zwak in wetenschappelijk Grieks). Het kan langzame stress niet weerstaan en buigt op een plastic manier, zoals een reep Turkse taffy. In feite drijft de lithosfeer op de asthenosfeer, hoewel beide massief gesteente zijn.
Plaatbewegingen
De platen veranderen voortdurend van positie en bewegen langzaam over de asthenosfeer. 'Langzaam' betekent langzamer dan vingernagels groeien, niet meer dan een paar centimeter per jaar. We kunnen hun bewegingen rechtstreeks meten met GPS en andere meetmethoden (geodetisch) over lange afstanden, en geologisch bewijs toont aan dat ze in het verleden op dezelfde manier zijn bewogen. Gedurende vele miljoenen jaren hebben de continenten overal ter wereld gereisd. (zien De beweging van de plaat meten)
Platen bewegen op drie manieren ten opzichte van elkaar: ze bewegen samen (convergeren), ze bewegen uit elkaar (divergeren) of ze bewegen langs elkaar heen. Daarom wordt vaak gezegd dat platen drie soorten randen of grenzen hebben: convergent, divergent en transform.
- Convergentie, wanneer de voorrand van een plaat een andere plaat ontmoet, draait een van hen naar beneden. Die neerwaartse beweging wordt subductie genoemd. Subducted platen gaan naar en door de asthenosfeer en verdwijnen geleidelijk. (zien Over convergente zones)
- Platen lopen uiteen op vulkanische zones in de oceaanbekkens, de oceaanruggen. Dit zijn lange, enorme scheuren waar lava van onderaf opstijgt en in nieuwe vriest lithosfeer. De twee kanten van de scheur worden continu uit elkaar getrokken, waardoor de platen nieuw materiaal krijgen. Het Noord-Atlantische eiland IJsland is het belangrijkste voorbeeld van een divergerende zone boven zeeniveau. (zien Over uiteenlopende zones)
- Waar platen langs elkaar heen bewegen, wordt een transformatiegrens genoemd. Deze komen niet zo vaak voor als de andere twee grenzen. De San Andreas schuld van Californië is een bekend voorbeeld. (zien Over Transforms)
- De punten waar de randen van drie platen samenkomen, worden drievoudige kruispunten genoemd. Ze bewegen over het aardoppervlak als reactie op de verschillende bewegingen van de drie platen. (zien Triple Junctions)
De basis cartoonkaart van de platen gebruikt alleen deze drie grenstypes. Veel plaatgrenzen zijn echter geen scherpe lijnen, maar eerder diffuse zones. Ze bedragen ongeveer 15 procent van het wereldtotaal en verschijnen in meer realistische plaatkaarten. Diffuse grenzen in de Verenigde Staten omvatten het grootste deel van Alaska en de provincie Basin and Range in de westelijke staten. Het grootste deel van China en heel Iran zijn ook diffuse grensgebieden.
Wat platentektoniek verklaart
Platentektoniek beantwoordt veel fundamentele geologische vragen:
- Op de drie verschillende soorten grenzen zorgt plaatbeweging voor onderscheidende soorten aardbevingsfouten. (zien Fouttypen in een notendop)
- De meeste grote bergketens worden geassocieerd met plaatconvergentie, wat een lang bestaand mysterie beantwoordt. (zie The Mountain Problem)
- Fossiel bewijs suggereert dat er ooit continenten verbonden waren die vandaag ver uit elkaar liggen; waar we dit ooit hebben uitgelegd de opkomst en ondergang van landbruggen, vandaag weten we dat plaatbewegingen verantwoordelijk zijn.
- De zeebodem van de wereld is geologisch jong omdat oude oceaankorst verdwijnt door subductie. (zien Over subductie)
- De meeste vulkanen ter wereld zijn gerelateerd aan subductie. (zie Over boogvulkanisme)
Met platentektoniek kunnen we ook nieuwe soorten vragen stellen en beantwoorden:
- We kunnen kaarten van wereldgeografie in het geologische verleden bouwen - paleogeografische kaarten - en oude klimaten modelleren.
- We kunnen bestuderen hoe massa-extincties zijn gerelateerd aan effecten van platentektoniek zoals vulkanisme. (zien Uitsterven: op het lot van soorten)
- We kunnen onderzoeken hoe plaatinteracties de geologische geschiedenis van een specifieke regio hebben beïnvloed.
Plate Tektonische vragen
Geowetenschappers bestuderen verschillende belangrijke vragen over plaattektoniek zelf:
- Wat beweegt de platen?
- Wat creëert vulkanen in "hotspots" zoals Hawaii die zich buiten de subductiezones bevinden? (zien Een hotspot-alternatief)
- Hoe star zijn de platen en hoe nauwkeurig zijn hun grenzen?
- Wanneer begon de plaattektoniek en hoe?
- Hoe is plaattektoniek verbonden met de aardmantel hieronder? (zien Over de mantel)
- Wat gebeurt er met onderworpen platen? (zien De dood van platen)
- Wat voor soort cyclus doorlopen plaatmaterialen?
Platentektoniek is uniek voor de aarde. Maar er meer over leren in de afgelopen 40 jaar heeft wetenschappers veel theoretische hulpmiddelen gegeven om andere planeten te begrijpen, zelfs die rond andere sterren. Voor de rest van ons is platentektoniek een eenvoudige theorie die helpt het gezicht van de aarde te begrijpen.