r^c :s??r5::ili>3T ^A::l;:::...:
ZL'X- -::1ii::::::>:W'' XAo'-j^SKS!::::
^5*%'H :oï5s;ïS:::
C^5|jp|
40
20-
crust [km]
'EUR
•AFR
•ANT
•ARB
NAM
SAM
•IND
COC
PAC
1NAZ
6
vabsJcm/Ql
GEOID— PANGEA
(f 1/213.255200 Ma)
-"TT^VwmBK r i
X* **1" F"» *W V ."'sl'-'fi'
>K.'w^5Ï!(3lk*!S(rf»1i »v.v,» j
.v. t i
i j:::::::'T:T7-Kf. *:>'2;s&tf2SS353
I I 0 r+~l >0<r30 1 1 >30 in m—5"» 5° mean
Fig. 8. Als fig. 7, maar slechts de positieve geoïde anomalieën zijn
getekend. Ook zijn de benaderde contouren van Pangea (zware
stippellijnen) getekend overeenkomstig Dietz en Holden [1970],
Er is slechts een geringe relatie tussen de geoïde en
plaatgeometrie [Seidler e.a., 1983a], hetgeen stationaire
convectiecellen onder elke plaat onwaarschijnlijk maakt
[Lemmens e.a., 1983; Seidler e.a., 1983b; Seidler e.a.,
1984]. Het gebied waar Pangea 200 miljoen jaar geleden
lag en dat thans wordt gekenmerkt door een positieve
geoïde, is een spreidingscentrum van lithosferische pla
ten (fig. 8) waar de spreidingsrichtingen zijn aangegeven.
Daar het gebied, en met name Afrika, een grote concen
tratie hot spots heeft (fig. 4), en er thans nog actieve rift-
ontwikkeling plaatsvindt, zoals de Oostafrikaanse rift-
zone, is opstijgend mantelmateriaal meer nog dan andere
krachten hier verantwoordelijk voor de spreiding. De
krachten die mogelijk het aandrijfmechanisme van de
platen kunnen vormen, bijdragen ertoe leveren en invloed
erop uitoefenen, zijn onder andere onderzocht door
Forsyth en Uyeda [1975] en Chaple en Tullis [1977]. De
voornaamste krachten zijn: sleepkrachten door het man
telmateriaal (mantle drag force), weerstandskrachten
door de mantel (mantle drag resistance), trekkrachten
van de slab (slab pull), en spreidingskrachten door het
opstromend materiaal bij de ruggen (ridge push). Bij de
spreidingszone van het vroegere Pangea is de mantle
drag de voornaamste aandrijvende kracht.
Moesten we uit de geringe relatie tussen geoïde en de
plaatgeometrie besluiten tot een verwerping van de hypo
these van stationaire convectie, de Pangea-geoide relatie
leidt tot een wereldomspannend convectiepatroon met
een opstijgende stroom onder Europa, Noordatlantische
Oceaan en Afrika en een dalende stroom onder PAC-IND
subductiezone: een duaal mechanisme.
Toen Pangea eenmaal gevormd was uit voorgaande ver
schuivingen, liet het conglomeraat van dikke continentale
korst veel moeilijker warmte uit het aardinwendige door
dan de veel dunnere oceanische korst. De ongelijkmatige
afvoer van warmte veroorzaakte thermische instabiliteit,
waardoor onder de continenten een opstijgende stroom
ontstond en diametraal daartegenover een neerwaartse
stroom.
Convectie en dus mantle drag alleen verklaart de platen-
tektoniek echter niet volledig. Hoe komt het dat de ocea
nische platen zich met een veel grotere snelheid verplaat
sen dan de continentale? Hoe komt het dat de Nazca-
plaat zich dwars tegen de westelijke convectiestroming in
naar het oosten verplaatst?
Alle continentale platen worden gekenmerkt door afwe
zigheid van een slab. Hooguit stuiten ze op een subduc-
568
tionerende plaat. De oceanische platen worden alle ge
kenmerkt door de aanwezigheid van een slab. De slab
pull is een niet te veronachtzamen kracht, zo is aange
toond door Forsyth en Uyeda [1975], en Chaple en Tullis
[1977], en zou mogelijk verantwoordelijk kunnen zijn voor
de relatief grote snelheid van de oceanische platen. Om
hierin inzicht te krijgen, dienen we opnieuw een blik te
werpen op de geoïde.
Uit fig. 8 blijkt dat, buiten Pangea, de gebieden met uit
gesproken positieve geoïde worden gevormd door de
PAC-IND en NAZ-SAM subductiezones. De oorzaak hier
van is tweeledig:
1. de grotere massadichtheid van de koude slab die in
warmer mantelmateriaal dringt;
2. de neerwaartse tak van het convecterende mantel
materiaal, welke ook een grotere dichtheid heeft dan
z'n omgeving.
Hager [1984] modelleert de invloed van slabs op de
geoïde. Het blijkt dat de positieve geoïde boven het
Andesgebergte volledig is te verklaren door de slab van
de Nazca-plaat. Wanneer bij de PAC-IND subductiezone
de slab geoïde wordt afgetrokken van de waargenomen
geoïde, resteert een brede strook met positieve geoïde
anomalieën, veroorzaakt door de dalende tak van de con
vectiestroming.
Kennelijk is er geen neergaande mantelstroming aan de
subductiezone van de Nazca-plaat nodig om de verschui
ving van deze plaat te verklaren. Het is zelfs mogelijk dat
de richting van de mantelstroming tegengesteld is aan de
verschuivingsrichting van de plaat.
Uit bovenstaande volgt, dat de slab pull zo sterk kan zijn
dat zij een kleine plaat als de Nazca-plaat tegengesteld
aan de mantelstroming kan doen verplaatsen. Wanneer
slab pull daartoe al in staat is, dan is het niet verwonder
lijk dat, indien de trekkrachten van de slab en de mantle
drag gelijk gericht zijn, zelfs grote platen met name de
Pacifische en oceanische platen die continenten dragen,
met name de Indische zich met een relatief grote snel
heid verplaatsen. In fig. 9 is de gemiddelde absolute
plaatsnelheid uitgezet tegen de gemiddelde korstdikte
per plaat. De platen zonder slab (dat wil zeggen de conti
nentale platen) hebben zeer duidelijk een geringere abso
lute plaatsnelheid dan de platen met slab (dat wil zeggen
de oceanische platen).
Er zijn dus twee verschijningsvormen te onderscheiden in
het mechanisme van de platentektoniek. Deze hangen
samen met het feit of een plaat continentaal of oceanisch
-i11r-
Fig. 9. Gemiddelde korstdikte per plaat uitgezet tegen de ..absolute"
plaatsnelheid.
NGT GEODESIA 88
