Wat is een Ophiolite Rock?

De vroegste geologen waren verbaasd over een bijzondere set rotssoorten in de Europese Alpen zoals niets anders op het land te vinden is: lichamen van donkere en zware peridotiet geassocieerd met diepgewortelde gabbro, vulkanische rotsen en slangenlichamen, met een dunne dop van diepzee sedimentair gesteente.

In 1821 noemde Alexandre Brongniart deze assemblage ophioliet ("slangensteen" in wetenschappelijk Grieks) naar zijn kenmerkende blootstellingen van serpentiniet ("slangensteen" in wetenschappelijk Latijn). Gebroken, veranderd en bekritiseerd, met bijna geen fossiel bewijs om ze te dateren, waren ophiolieten een hardnekkig mysterie totdat plaattektoniek hun belangrijke rol onthulde.

Honderdvijftig jaar na Brongniart gaf de opkomst van de platentektoniek de ophiolieten een plaats de grote cyclus: het lijken kleine stukjes oceanische korst te zijn die aan de continenten.

Tot het midden van de 20e eeuw diepzee boorprogramma we wisten niet precies hoe de zeebodem is gebouwd, maar toen we dat eenmaal deden, was de gelijkenis met ophiolieten overtuigend. De zeebodem is bedekt met een laag diepzeeklei en kiezelzuur, dat dunner wordt naarmate we de oceaanruggen naderen. Daar wordt het oppervlak onthuld als een dikke laag kussenbasalt, zwarte lava die uitbrak in ronde broden die zich vormen in het diepe koude zeewater.

Onder het kussen basalt zijn de verticale dijken die het basaltmagma naar de oppervlakte voeden. Deze dijken zijn zo talrijk dat de korst op veel plaatsen niets anders is dan dijken, die als plakjes in een broodbrood bij elkaar liggen. Ze vormen zich duidelijk in een verspreidingscentrum zoals de mid-oceanische rug, waar de twee zijden zich constant uit elkaar verspreiden, waardoor magma ertussen kan opstijgen. Lees meer over Divergente zones.

Onder deze "geplateerde dijkcomplexen" bevinden zich lichamen van gabbro, of grofkorrelige basaltgesteenten, en daaronder bevinden zich de enorme lichamen van peridotiet die de bovenmantel vormen. Het gedeeltelijk smelten van peridotiet is wat aanleiding geeft tot de bovenliggende gabbro en basalt (lees meer over de aardkorst). En wanneer hete peridotiet reageert met zeewater, is het product het zachte en gladde serpentiniet dat zo vaak voorkomt bij ophiolieten.

Deze gedetailleerde gelijkenis bracht geologen in de jaren zestig tot een werkhypothese: ophiolieten zijn tektonische fossielen van de oude diepe zeebodem.

Ophiolites verschillen van intact zeebodem korst op een aantal belangrijke manieren, met name omdat ze niet intact zijn. Ophiolites worden bijna altijd uit elkaar gehaald, dus de peridotiet, gabbro, beklede dijken en lavalagen stapelen zich niet mooi op voor de geoloog. In plaats daarvan liggen ze meestal in geïsoleerde lichamen langs bergketens. Als gevolg hiervan hebben maar heel weinig ophiolieten alle delen van de typische oceanische korst. Dijken met platen zijn meestal wat ontbreekt.

De stukken moeten nauwgezet met elkaar worden gecorreleerd met behulp van radiometrische datums en zeldzame blootstellingen van de contacten tussen gesteentetypes. Beweging langs fouten kan in sommige gevallen worden geschat om aan te tonen dat afzonderlijke stukken ooit waren verbonden.

Waarom komen ophiolieten voor in berggebieden? Ja, dat is waar de ontsluitingen zijn, maar berggordels markeren ook waar platen zijn gebotst. Het voorkomen en de verstoring kwamen beide overeen met de werkhypothese van de jaren 60.

Sindsdien zijn er complicaties ontstaan. Er zijn verschillende manieren waarop platen op elkaar inwerken en het lijkt erop dat er verschillende soorten ophioliet zijn.

Hoe meer we ophiolieten bestuderen, hoe minder we ervan kunnen aannemen. Als er bijvoorbeeld geen beklede dijken kunnen worden gevonden, kunnen we ze niet afleiden alleen omdat ophiolieten ze zouden moeten hebben.

De chemie van veel ophiolietgesteenten komt niet helemaal overeen met de chemie van mid-oceanische ruggesteenten. Ze lijken meer op de lava van eilandbogen. En dateringsstudies toonden aan dat veel ophiolieten slechts een paar miljoen jaar nadat ze waren gevormd, op het continent werden geduwd. Deze feiten wijzen op een subductiegerelateerde oorsprong voor de meeste ophiolieten, met andere woorden dichtbij de kust in plaats van in het midden van de oceaan. Veel subductiezones zijn gebieden waar de korst is uitgerekt, waardoor nieuwe korst zich op vrijwel dezelfde manier kan vormen als in de midocean. Daarom worden veel ophiolieten specifiek "supra-subductiezone-ophiolieten" genoemd.

Een recent overzicht van ophiolieten stelde voor om ze in zeven verschillende typen in te delen:

1. Ligurische type ophiolieten gevormd tijdens de vroege opening van een oceaanbassin zoals de Rode Zee van vandaag.
2. Ophiolieten van het mediterrane type gevormd tijdens de interactie van twee oceanische platen zoals de huidige Izu-Bonin-onderarm.
3. Ophiolieten van het Sierran-type vertegenwoordigen complexe geschiedenissen van subductie van de eilandboog zoals de huidige Filippijnen.
4. Ophiolieten van het Chileense type vormden zich in een zone met een achterwaartse boog zoals de Andaman Zee.
5. Ophiolieten van het Macquarie-type gevormd in de klassieke mid-oceanische bergkam zoals het huidige Macquarie-eiland in de Zuidelijke Oceaan.
6. Caraïbische ophiolieten vertegenwoordigen de subductie van oceanische plateaus of groot Stollend Provincies.
7. Franciscaanse ophiolieten zijn geaccumuleerde stukjes oceanische korst die van de ondergeschikte plaat op de bovenste plaat zijn geschraapt, zoals in Japan tegenwoordig.

Zoals zo veel in de geologie, begonnen ophiolieten eenvoudig en worden ze steeds complexer naarmate de gegevens en theorie van plaattektoniek geavanceerder worden.