Aardgericht ruimte-onderzoek (1)
Land in beweging
door ir. M. J. P. M. Lemmens, universitair docent bij het laboratorium voor Fotogramme-
trie en Remote Sensing van de Faculteit der Geodesie, Technische Universiteit Delft.
Motto
Wat zich langzaam beweegt kunnen wij 't minste waarnemen en hoe meer tijd er
nodig is om de verandering van een zaak vast te stellen hoe vaststaander wij ons
die zaak voorstellen", zo schreef Dante Alighieri in 1305.
SUMMARY
Mini-Series: Earth Oriented Space Research (1)
Land in Motion
This article presents new developments in geodynamics. In particular the following themes are high
lighted: plate kinematic models, mechanisms for mantle convection and the geodynamical interpre
tation of the Earth's gravity field.
In the final section, a dual convection model is induced from the remarkable correspondance bet
ween the present-day geoid and the supposed position of former Pangea.
Inleiding
Vorig jaar is het 100e geboortejaar van prof. dr. ir. F. A.
Vening Meinesz uitgebreid herdacht, ook in NGT Geode-
sia, november 1987 met een bijdrage van professor
Bruins. Eén van de belangrijke onderzoeksonderwerpen
van Vening Meinesz was de geofysische interpretatie van
zijn zwaartekrachtsmetingen. Dit leidde onder andere tot
een theorie over thermische convectie in de aardmantel.
Deze mantelstromingen zijn verantwoordelijk voor de ver
schuiving van de lithosferische platen: de platentekto-
niek.
Dit artikel wil nader ingaan op nieuwe ontwikkelingen in
de geodynamica. Vooral de platen-kinematische model
len, de modellen van mantelconvectie en de geodynami-
sche interpretatie van het aardse zwaartekrachtsveld
worden daarbij belicht. Tenslotte wordt uit de merkwaar-
Fig. 1. De belangrijkste lithosferische platen. De stippellijnen geven
de mid-oceanische ruggen aan. Hier wordt nieuwe aardkorst ge
vormd. De volle, hoekige lijnen representeren subductiezones. Hier
wordt aardkorst vernietigd, wat gepaard gaat met zware aard
bevingen, vulkanisme en diepzee troggen.
De platen zijn aangeduid met afkortingen. De betekenis is: AFR: Afri
kaanse plaat, ANT: Antarctische plaat, ARB: Arabische plaat, COC:
Cocos plaat, EUR: Euraziatische plaat, FIL: Filippijnse plaat, IND: In
dische plaat, NAM: Noordamerikaanse plaat, NAZ: Nazca plaat,
PAC: Pacifische plaat, SAM: Zuidamerikaanse plaat. De Caraïbische
plaat, hier niet getekend, maakt het dozijn aan grote platen vol.
PAC, NAZ en IND zijn snel bewegende oceanische platen (max. tot
10 cm/jaar). EUR, ANT, AFR, ARB. NAM en SAM zijn langzame con
tinentale platen.
dige relatie tussen de huidige geoïde en de vroegere
ligging van Pangea een duaal convectiemodel afgeleid.
De aarde is geen star lichaam. De lithosfeer de bui
tenste schil van de vaste aarde bestaat uit een dozijn
grote en vele kleine platen die ten opzichte van elkaar in
beweging zijn (fig. 1). De oorzaak van deze horizontale
verschuivingen ligt bij de warmte van het inwendige van
de aarde. Deze warmte is resterende oerwarmte, voort
durend aangevuld met warmte uit verval van radioactieve
elementen. De warmte wekt stromingen op in de aard-
mantel. Met deze thermische convectie worden de platen
meegesleept.
De krachten die bij de verschuivingen vrijkomen, zijn ver
antwoordelijk voor allerlei tektonische verschijnselen.
Waar platen op elkaar botsen convergentiezones
ontstaan aardbevingen, vulkanen en bergen. Waar platen
uit elkaar drijven divergentiezones ontstaan aard
bevingen en vulkanen, echter in minder desastreuse
mate dan bij convergentiezones. Convergentiezones lei
den uiteindelijk tot het samenkluiten van continenten. Di
vergentiezones leiden tot oceanen, ze worden daarom
ook wel mid-oceanische ruggen genoemd. Deze ruggen
vormen reusachtige onderzeese bergkammen. Slechts
op enkele plaatsen, zoals IJsland, de Azoren, Tristan da
Cunha en de Galapagoseilanden steken ze het hoofd
boven water.
In de geofysica, met name de geodynamica, wordt de
oorzaak van de platentektoniek bestudeerd. Men heeft
veel baat bij precieze verschuivingsmaten van de platen,
die de geodesie moet leveren. De taak van de geodesie,
bepaling van de vorm en afmeting van de aarde en delen
daarvan, verandert daarom steeds meer in de bepaling
van vorm- en afmeting verander/ogen. In beginsel is deze
taak een geometrische aangelegenheid.
Daarnaast bestudeert de geodesie echter ook de aardse
zwaartekracht. Het zwaartekrachtsveld is een fysische
eigenschap van de aarde: het is een uitdrukking van de
massaverdeling in de aarde. Deze massaverdeling is
onder andere het gevolg van thermische convectie. Daar
mee is het zwaartekrachtsveld een belangrijke informatie-
NGT GEODESIA 88
563
