Wat is Subduction?
In geologische termen is subductie de handeling van één tektonische plaat die zich onder een andere tektonische plaat verplaatst op het punt van hun convergerende grens. Terwijl de subducteerplaat onder zijn naburige tektonische plaat beweegt, duwt de zwaartekracht hem verder naar beneden en in de mantellaag van de aarde. De mantellaag is heter dan de korst, hoewel hij over het algemeen in vaste toestand wordt aangetroffen en de subducteerplaat onder hoeken tussen 25 en 45 graden kan laten wegzakken. De exacte hoek van de subductie hangt af van de leeftijd van de subductieplaat; oudere platen vallen in een scherpere hoek. De warmere temperaturen en verhoogde druk die op deze diepten worden aangetroffen, veroorzaken dat het basaltgesteente van de zinkplaat, ook wel een plaat genoemd, in eclogietrots verandert.
Subductie vindt heel langzaam plaats. In feite hebben geologen de gemiddelde snelheid van convergentie vastgesteld tussen 2 en 8 centimeter per jaar. Deze snelheid is traag genoeg zodat subductie vaak onopgemerkt blijft. Hoewel tektonische platen oceanisch of continentaal zijn, gebeurt de handeling van subductie (glijden onder een andere plaat) alleen op oceanische platen. Wanneer twee continentale platen botsen, is het resultaat een opwaartse beweging van steen en ander materiaal. Veel bergketens over de hele wereld zijn op deze manier ontstaan. De plaats waar subductie heeft plaatsgevonden, leidt echter niet tot de vorming van bergen. Deze plaats staat bekend als een subductiezone. Het subductieproces wordt gezien als de enige, grootste bijdrager achter de theorie van plaattektoniek.
Waarom gebeurt er subductie?
Zoals eerder vermeld, is een oceanische plaat de enige tektonische plaat die daadwerkelijk subductie ervaart, of neerwaartse beweging. Waarom gebeurt dit geologische proces precies? Weten wat subductie is, verklaart niet waarom het gebeurt. Geologen verklaren dat subductie voorkomt op oceanische platen omdat ze dichter en koeler zijn dan continentale platen. Als de subductie plaatsvindt tussen twee oceanische platen, is dit de oudere plaat die onder de jongere tektonische plaat zal bewegen. De reden hiervoor is dat oceanische platen, ook bekend als de oceanische lithosfeer, beginnen als dunne en hete delen van de aarde. In de loop van de tijd wijken deze platen geleidelijk weg van de oceaanrand waar ze zijn geboren. Deze beweging zorgt ervoor dat de algehele temperatuur van de oceanische lithosfeer daalt, wat dient voor het stollen van materiaal dat zich aan de onderkant van de plaat bevindt. Dit stollingsproces zorgt ervoor dat het resulterende vaste gesteente krimpt (vergeleken met de oorspronkelijke afmeting wanneer het vloeibaar is), wat leidt tot zijn verhoogde dichtheid. Deze dichtheid zorgt ervoor dat de plaat zakt onder continentale platen of jongere, minder dichte, oceanische platen. Hoewel dit proces over het algemeen wordt toegeschreven aan de beweging van tektonische platen, hebben sommige geologen getheoretiseerd dat zeer oude platen snel en zonder waarschuwing kunnen wegvallen gezien hun significant dichtere staat.
Effecten van het subductieproces
Aardbevingen
De beweging van continentale en oceanische platen blijft niet onopgemerkt op het aardoppervlak. De verklaring van subductie maakt misschien het proces relatief soepel, waarbij één plaat langzaam zakt en naar beneden valt in de mantellaag. De meeste wetenschappers beschrijven subductie echter als een ruwe, schurende activiteit die wordt gekenmerkt door grote hoeveelheden wrijving wanneer de twee platen langs elkaar wrijven. Terwijl de subducterende plaat onder de minder dichte plaat beweegt, kunnen sommige van de stukjes vast komen te zitten op de bovenste plaat. Dit obstakel resulteert in opgebruikte energie die maar op één manier kan worden vrijgegeven: aardbevingen.
Omdat subductie plaatsvindt langs zeer lange plaatgrenslijnen, neemt het potentieel voor een zeer sterke aardbeving toe. Sterker nog, de grootste aardbevingen die ooit zijn opgetekend, vonden allemaal plaats in subductiezones. Enkele voorbeelden hiervan zijn de Great Chilean Earthquake van 1960 (een magnitude van 9.5), de aardbeving in de Indische Oceaan van 2004 (een magnitude tussen 9.1 en 9.3) en de Japanse Tohoku Earthquake van 2011 (een magnitude tussen tussen 9 en 9.1) .
De reden voor deze extreme aardbeving magnitudes wordt alleen toegeschreven aan de grootte van de breuklijn. Wetenschappers hebben een positieve correlatie bevestigd tussen de omvang van een breuklijn en de omvang van een aardbeving. Enkele van de grootste breuklijnen (door zowel breedte als lengte) in de wereld bevinden zich op subductiezones. Kleinere plaatgrenzen genereren typisch kleinere trillingen.
Vulkanische activiteit
Een ander neveneffect van het subductieproces is het creëren van vulkanen, evenals verhoogde vulkanische activiteit boven subductiezones. Deze subductiezone-gecreëerde vulkanen komen voor in een van de twee formaties: eilandboog of continentale boog. Een eilandboog ontstaat wanneer een oceanische plaat onder een andere oceanische plaat beweegt. Een continentale boog ontstaat wanneer een oceanische plaat onder een continentale plaat beweegt.
Vulkanen en vulkanische activiteit treden vaak op als gevolg van het subductieproces, omdat de subducterende plaat vloeistoffen afgeeft wanneer deze de extreme temperaturen van de mantellaag bereiken. Deze extreem hete vloeistoffen, die voornamelijk bestaan uit kooldioxide en oceaanwater, smelten effectief de plaat die bovenop is gebleven. Dit gesmolten materiaal staat bekend als magma of lava.
Driekwart van de vulkanische activiteit op aarde is beperkt tot een gebied dat bekend staat als de Pacifische Ring van Vuur. Deze ring beweegt langs de westelijke kustlijnen van Amerika en langs de oostelijke kustlijnen van Azië en de eilanden in de Stille Oceaan en vormt een omgekeerde u-vorm. Geologen vertrouwen op deze zone om waardevolle informatie te verzamelen over het verband tussen subductiezones, vulkanen en aardbevingen.
Tsunami's
Naast aardbevingen en vulkanische activiteit, wordt het proces van subductie ook gecrediteerd voor het veroorzaken van ernstige tsunami's over de hele wereld. Tsunami's, grote en gevaarlijke golven, zijn het resultaat van aardbevingen (en andere geologische activiteit) op of in de buurt van kustlijnen. Omdat subductiezones typisch langs kustlijnen liggen, veroorzaken de resulterende aardbevingen veroorzaakt door de tektonische plaatbeweging vaak tsunami-golven om kustomgevingen en stedelijke nederzettingen te verwoesten. Deze golfactiviteit vindt plaats omdat aardbevingen ervoor zorgen dat de aardkorst knapt en terugkaatst. Deze plotselinge beweging op de bodem van de oceaan resulteert in verplaatst water dat in extreem hoge en lange golven naar de kust beweegt. Tsunami's kunnen over een periode van slechts een paar minuten of zelfs uren voorkomen, omdat het ontheemde water naar het nabijgelegen land snelt. Deze golfactiviteit kan uren duren nadat een aardbeving in een subductiezone is geregistreerd.
