Plaattektoniek is de verklaring voor positie van de oceanen en continenten op aarde. De aarde is opgedeeld in aardplaten. De dikte van de aardplaten die bewegen over een zachtere massa is al jarenlang een onderwerp van onderzoek. Nieuw onderzoek van een internationaal team van onderzoekers komt met diktes van 55-95 km. Hiervoor gebruikten ze seismische gegevens verzameld over vijftien jaar. De plaat onder de oceanen is het dunst en heeft een scherpe overgang. De diepte varieert hier afhankelijk van de ouderdom van dat gedeelte van de plaat. Hoe ouder, hoe dikker. Het onderzoek is gepubliceerd in Science.

De positie en bewegingrichting van de aardplaten.

Oorzaken

De overgang wordt niet alleen bepaald door de temperatuur, maar waarschijnlijk ook door veranderingen in de samenstelling van het gesteente. Ook het (gedeeltelijk) smelten en de oriëntatie van mineralen spelen waarschijnlijk een rol. Door dit soort veranderingen reageren seismische golven anders dan in een homogene massa van gesteente. De seismische golven vertragen direct onder de aardplaten en reizen sneller in de aardplaat. Het uitfilteren van deze gegevens met diverse methoden levert de diktes van de aardplaat op.

Lithosfeer en astenosfeer

De aardplaten worden ook wel lithosfeer genoemd, oftewel steenschaal. Dit omvat de aardkorst en het bovenste gedeelte van de aardmantel. De onderliggende astenosfeer is vervormbaar in plaats van keihard. De lithosfeer beweegt over de astenosfeer op weg naar subductie of gebergtevorming.

Dikte

De dikte van de lithosfeer onder de continenten is op sommige plaatsen 95 km dik. Op andere plaatsen is de dikte 81 km. Ook op eilanden in de oceaan is de diepte van de lithosfeer-astenosfeer overgang bepaald met als resultaat ongeveer 70 km. Omdat het een eiland is, is het mogelijk te vergelijken met de dikte van de oceanische plaat. Onderzoek van Kawakatsu en collega’s laat zien dat de dikte van de oceanische plaat toeneemt met de ouderdom: 55 km dik bij een ouderdom van 25 miljoen jaar en 82 km dik voor een plaat van 129 miljoen jaar oud. Dat is niet verrassend. Immers, hoe ouder de plaat, des te meer sediment kan zich opstapelen en vervolgens verstenen. Ook koelt een gedeelte van de astenosfeer af en wordt onderdeel van de lithosfeer.

Een doorsnede van de aarde. De lithosfeer bestaat uit de aardkorst en het bovenste gedeelte van de mantel. © Creative Commons

Referenties:

Romanowicz, B., 2009. The thickness of tectonic plates. Science 324: 474-475.
Rychert & Shearer, 2009. A global view of the Lithosphere-Astenosphere boundary. Science 324: 495-498.
Kawakatsu et al., 2009. Seismic evidence for sharp for Lithosphere-Astenosphere boundaries of oceanic plates. Science 324: 499-502.