De planeet waarop wij leven

Wat weten wij eigenlijk van de geschiedenis van onze planeet? Wij leven op de aarde, eten van de aarde en gebruiken de materialen en de aanwezige energiebronnen die in de korst van de aarde voorkomen. Toch weten de meeste mensen maar weinig van de samenstelling, de leeftijd en gedragingen van die aarde. We worden opgeschrikt door aardbevingen met vele duizenden doden, vulkaanuitbarstingen en andere natuurverschijnselen, zonder de oorzaak goed te kunnen doorgronden. In dit artikel hoop ik daarover wat achtergrondinformatie te kunnen geven.

Onze aarde is een van de negen bekende planeten in ons zonnestelsel en os ongeveer zo groot als Venus, de dichtstbijzijnde planeet gerekend vanaf de zon. Een andere naburige planeet is Mars, maar die is ongeveer de helft kleiner. De aarde heeft een doorsnede van 12.756 km en verplaatst zich in haar baan in de ruimte met een snelheid van ca. 40.000 km per uur. De omtreksnelheid is, gemeten bij de evenaar, ongeveer 27.800 meter per minuut ofwel 1.674 km per uur.

Onze aarde heeft inmiddels een respectabele leeftijd die wordt geschat op ca. 4,6 miljard jaar. Dat is een tijdsperiode die wij nauwelijks kunnen bevatten. Als we deze periode terugbrengen naar 46 jaar, dan worden na de eerste 7 jaar de eerste vaste gesteenten gevormd. De eerste tekenen van leven op aarde ontstaan pas na het 40ste jaar. Rond het 42ste jaar kwam er voor het eerst plantengroei, en na het 45ste jaar kwamen er bloeiende planten en leefden er grote reptielen, zoals de dinosaurussen. Rond 8 maanden geleden stierven de dinosaurussen uit en volgden de zoogdieren hen op. 10 Dagen geleden veranderden mensapen in aap-mensen en 4 uur geleden ging de eerste, zich ontwikkelende mens op dieren jagen. Een uur geleden vond de mens de landbouw uit en werd van een nomade een bewoner met een vaste woonplaats. 15 Minuten geleden leidde Mozes zijn volk naar het beloofde land en 10 minuten geleden predikte Jezus daar. Eén minuut geleden begon de industriële revolutie en in de laatste minuut is de mens zich op een verbazingwekkende manier gaan vermenigvuldigen en pleegt grote roofbouw op de delfstoffen van moeder aarde.

De aarde heeft van het midden uit gerekend een vaste nikkel-ijzer kern van ca. 7.000 km doorsnee. Daaromheen ligt een harde mantel van ca. 2.000 km dikte. Verder naar het oppervlakte toe is er een laag van taai, gloeiend magma van ca. 870 km dikte, met daaromheen de vaste aardkorst met een dikte van 8 tot 40 km. We leven dus eigenlijk op een heel dun schilletje: als we de aarde in verhouding zouden verkleinen tot een bal van 1,27 meter doorsnee, dan is de korst maximaal 4 mm dik. Het is verbazingwekkend dat deze korst zo netjes op z'n plaats blijft. Dat komt door het lage soortelijk gewicht van 2,5 van de aardkorst, dat veel lichter is dan het onderliggende magma en de diepere lagen die een soortelijk gewicht hebben van 3,2 tot 10. Het belangrijkste bestanddeel van de aarde is olivijn, een groenachtig mineraal met een samenstelling van ijzer, magnesium, silicium en zuurstof. Dit zijn dus de meest voorkomende elementen van de aarde. Ook in meteorieten worden deze elementen overvloedig aangetroffen. Het zijn mineralen van een grote dichtheid en een hoog soortelijk gewicht. In feite 'drijft' de dunne aardkorst op de hete laag magma daaronder, vergelijkbaar met vloeibaar ijzer in een ijzergieterij, waarbij het gestolde ijzer drijft op het vloeibare metaal.

De aardkorst bestaat niet uit één vast geheel, in 1968 hebben geleerden in de geologie vastgesteld dat de aardkorst bestaat uit een twaalftal grote en middelgrote schollen, aangevuld met een aantal zeer kleine, die voortdurend ten opzichte van elkaar in beweging zijn. De grootste zijn de Euraziatische schol waarop de continenten Europa en Azië liggen, de Amerikaanse schol (met Noord- en Zuid Amerika), de Afrikaanse schol, de Arabische schol, de Pacifische schol en de Antarctische schol. Ongeveer 225 miljoen jaar geleden zijn de schollen met de continenten Europa, Azië, Amerika en Afrika voor het laatst tegen elkaar aangedreven en vormden zo tezamen het Pangaea (de gehele aarde). Door de botsing tussen Europa en Azië ontstond de Oeral, tussen die van Europa en Noord-Amerika de bergen van Scandinavië, tussen Afrika en het zuiden van Noord-Amerika de Appalachen. Door de botsingen werden namelijk de randen van de schollen omhoog gedrukt.

Rond 190 miljoen jaar geleden begon de Pangaea zich weer te delen en dreven de continenten weer uiteen. Eerst draaide het zuidelijke deel, met Zuid-Amerika, Afrika en Zuid-Azië, Godwanaland genoemd, zich naar het zuiden, met als draaipunt de Golf van Mexico. Het noordelijk deel met Noord-Amerika, Noord-Europa boven de Alpen en het grootste deel van Azië (met als zuidgrens net boven India), was Laurasia. Door het uiteendrijven van de schollen vormden zich daartussen de oceanen, zoals de Atlantische en de Indische Oceaan. Noord- en Zuid Amerika, waartussen ook een grote zee ontstond, dreven weer naar elkaar toe en zijn nu weer door een landengte met elkaar verbonden.

Als een schol zich van een andere verwijdert zal er aan de ene kant een opening ontstaan, terwijl aan de andere kant de rand van de schol omhoog wordt gedrukt, of onder de andere schol zal schuiven. De ontstane opening bij zich verwijderende schollen vult zich met gloeiend magma dat weer stolt tot gesteente. Onder water ontstaat hierdoor een bergrug zoals in de Atlantische Oceaan, terwijl zich langs de breuk erupties en geysers voordoen, zoals bij IJsland.

Door de bewegingen van de Euraziatische en de Afrikaanse schol is ook de Middellandse Zee in de loop der tijd van gedaante veranderd. Zo'n 50 miljoen jaar geleden was de Middellandse Zee zeer groot en had grote, open verbindingen met zowel de Atlantische als de Indische Oceaan. Spanje, Italië, Corsica en Sardinië lagen los van Europa en Afrika, de Balkan was één met Eurazië. Door het naar elkaar toeschuiven van de Afrikaanse schol en Eurazië werd de Middellandse Zee kleiner en werden Spanje en Italië tegen Europa gedrukt. Daardoor ontstonden de Pyreneeën en de Alpen. Tussen 15 en 10 miljoen jaar geleden werden de bestaande toegangen naar de Atlantische- en Indische Oceaan geheel afgesloten en verdampte de Middellandse Zee tot een zoutmeer met grote diepten.

Door een draaiing van de continenten is de barrière in het westen opengebroken en ontstond de Straat van Gibraltar, waardoor de Atlantische Oceaan zich met geweld naar binnen stortte. Dit was ca. 10 miljoen jaar geleden, toen veel bestaand land door het water werd verzwolgen.

India lag 50 miljoen jaar geleden nog ver verwijderd van Azië, maar is in de loop der eeuwen daar naar toe gedreven en heeft het Himalaya-gebergte omhoog gedrukt. Dit proces gaat nog steeds door en metingen wijzen uit dat de bergen daar nog steeds hoger worden. Als twee schollen tegen elkaar aan blijven drukken kan het ook gebeuren dat een schol afbrokkelt en onder de andere schuift. In zo'n geval ontstaan er diepe troggen zoals ten oosten van de Filipijnen, daar ligt de zgn. Marianentrog.

De beweging van de schollen is, zeker in geologische zin, vrij heftig en varieert van 1,5 tot 10 cm per jaar. Helaas verloopt deze beweging niet altijd geleidelijk, maar worden de schollen door elkaar afgeremd als deze langs elkaar schuiven. De spanning loopt op totdat de schollen ineens doorschieten, waarbij vaak catastrofale aardbevingen optreden. Turkije en Griekenland, liggend op een kleine schol die naar het westen wordt weggedrukt tussen Afrika en Zuid-Azië, verschuift per jaar ca. 10 cm.. Sinds de tijd van Socrates is een deel van Griekenland langs deze breuklijn 180 meter opgeschoven. In de laatste 20 miljoen jaar is de Rode Zee 300 km breder geworden. Bij een hevige aardbeving in de Perzische woestijn in 1968 ontstond er langs de scheur een verplaatsing van 4,5 meter ineens. Een van de gevaarlijkste breuklijnen, omdat deze onder een zeer dichtbevolkt gebied loopt, is de St. Andreasscheur in Californië, waarbij de delen zich gemiddeld 7 cm per jaar ten opzichte van elkaar verplaatsen. Toen deze in 1906 plotseling doorschoot werd een groot deel van San Francisco verwoest, mede door de daarop volgende grote brand, waardoor 28.000 gebouwen verloren gingen, 700 mensen omkwamen en 250.000 inwoners dakloos werden. Omdat deze breuk zeer actief is en er sinds 1989 zich geen beving van betekenis meer heeft voorgedaan, vreest met voor de stad het ergste als er weer eens een grote aardbeving optreedt.

Het zal duidelijk zijn dat wetenschappers veel onderzoek doen naar de beweging van de aardschollen en alle verschijnselen die daarmee samenhangen. Op deze wijze hoopt men inzicht te krijgen in de processen die zich diep in de aardkorst afspelen, om daarmee rampzalige aardbevingen te kunnen voorspellen en daarmee mensenlevens te kunnen sparen.

Ton Vis