Vandaag vertellen we je het verhaal van de oceaan bovenop een berg. Dit klinkt als een tegenstrijdigheid, maar in de geologie zijn de dingen nooit rechtlijnig. Daarom houden we er zo van. Langs het parcours van etappe vier zien de renners rotsen die op geen andere plek gevormd hadden kunnen worden dan waar we ze vandaag de dag vinden. Deze rotsen zijn geboren in een oceanisch spreidingscentrum!
De meeste van deze rotsen maakten deel uit van de oceaankorst. Ze kristalliseerden kilometers onder de bodem van de oceaan. Sommige, zoals vulkanisch gesteente, welden op bij de bergkam en andere, zoals sedimentgesteenten uit de diepe oceaan, werden afgezet op de oceaanbodem. Zulke oceanen zijn drie tot vijf kilometer diep! Ze kwamen niet bloot te liggen op het land in de Alpen als gevolg van een enorme daling van het zeeniveau. Op etappe twee vertelden we je dat dat wel gebeurde in de Middellandse Zee. Tegen die tijd lagen de oceaanrotsen van vandaag echter al hoog en droog bovenop de Alpen. In plaats daarvan brachten verschillende tektonische processen de oceaanbodem naar de top van de bergen. De Col de Montgenèvre heeft een oceaan op een berg. Laten we hier eens diep in duiken. Woordspeling bedoeld.
Verplaats
De rotsen die we zien op etappe vier, meer dan twee kilometer hoog in de Alpen, laten zien hoe de aardplaten rotsen kunnen verplaatsen als je er een lange geologische periode voor uittrekt. Een basisprincipe van geologie is dat de rotsen die we langs de weg of in kliffen kunnen zien, zelden in de omgeving zijn waar ze zijn gevormd of waar ze zijn afgezet. Tenzij je kijkt naar lavas op de flanken van een actieve vulkaan. Dichter bij huis kan het niet. De rest reist uitgebreid zoals de rotsen waaruit de Alpen bestaan. Bijna geen daarvan werd gevormd in de bergen. Dit is typerend voor bijna alle gesteenten in bergketens zonder actief vulkanisme. Waar zijn deze bouwstenen van de Alpen dan ontstaan?
De aanwezigheid van gesteenten uit de oceaanbodem in de Alpen weerspiegelt meer dan alleen de vorming van een breuk om ze van diep onder water naar een positie hoog boven zeeniveau te brengen. Oceanische korst vormt zich in een omgeving van de zeebodem waar twee platen uit elkaar liggen. Deze verspreiding betekent dat de buitenste laag van de aarde die de platen vormt, de lithosfeer, dunner wordt. Hierdoor zakte het aardoppervlak tot ver onder de zeespiegel.
Dit is een heel andere tektonische omgeving, precies het tegenovergestelde in feite, dan de omgeving die zulke rotsen boven de zeespiegel doet uitstijgen. Dit gebeurde uiteindelijk doordat platen (Afrika en Europa) naar elkaar toe kwamen. Tussen hun vorming op een mid-oceanische bergrug en hun opheffing in de bergen van de Alpen, ondergingen veel van de oceanische rotsen die je vandaag zult zien een cruciaal tussengedeelte van de reis waarin ze (diep) naar beneden gingen voordat ze omhoog kwamen! Laten we die reis eens bekijken.
Verander
Veel van de oceanische gesteenten in de Alpen verschillen van hun oorspronkelijke “moedergesteenten” (protolieten genoemd) omdat ze een proces hebben ondergaan dat metamorfose wordt genoemd. Dit is herkristallisatie in vaste toestand. Dat heeft de mineralogie, textuur en kleur van de oorspronkelijke zeebodemrotsen veranderd. De oorspronkelijke magmatische mineralen in deze rotsen zijn nu verdwenen. In plaats daarvan zien we nu andere, metamorfe mineralen.
Geologen hebben in laboratoriumexperimenten uitgezocht onder welke omstandigheden zulke metamorfe mineralen worden gevormd. Dit toont aan dat het oceaangesteente van de Alpen langs de huidige etappe metamorfisme onderging ver onder het aardoppervlak. We hebben het over tientallen tot meer dan honderd kilometer onder het oppervlak. Dat betekent dat ze een subductiezone zijn binnengegaan. Dit is waar de oceanische plaat waarop ze gevormd zijn, diep in de aardmantel terechtkwam.
Tijdens subductie duikt het grootste deel van de oceaanplaat, die wel 70 km dik is, naar de mantel. Daarna verdwijnt het. Soms snijdt de subductiefout echter in de bovenkant van de subducerende plaat. Hierdoor worden de rotsen van de oceaanbodem naar een hoger niveau getransporteerd. Dit kan dicht bij het oppervlak gebeuren. In dat geval zie je opgevouwen en verkreukelde sedimentgesteenten in je berggordel. Deze rotsen werden niet diep genoeg begraven om te metamorfoseren, zoals in het Juragebergte. Ze zien er nog steeds min of meer hetzelfde uit. Deze insnijding kan echter ook plaatsvinden in korst die al tot wel 100 kilometer diep is gesubducteerd. Die rotsen zijn gemetamorfoseerd. Soms komen ze terug naar de oppervlakte in kanalen van gesteenten die minder dicht zijn dan de omringende mantel en subducterende plaat. Knijp ze uit als een stuk zeep, maar niet zo glad als zeep.
Klim
Een groot deel van de klim terug naar de oppervlakte van onze arme, verminkte oceaanrotsen vond plaats toen de subductie in de Alpen nog actief was. Maar het laatste hoofdstuk dat de oceaan afsloot en de rotsen op de oceaanbodem naar de oppervlakte bracht, vond plaats toen de rand van het ene continent (Europa) gedeeltelijk onder de rand van een ander continent subduceerde. In dit geval Adria, dat onder de Povlakte en de Adriatische Zee ligt en in verbinding staat met Afrika. Lees hier meer over.
De subducerende oceanische lithosfeer was dichter dan de mantel en wilde zinken, maar het continent met de lagere dichtheid niet. Het subductieproces eindigde. De sedimentgesteenten bovenop het continentale materiaal bewogen zich onder het gemetamorfoseerde oceaangesteente, waardoor het werd opgetild. Vervolgens stapelden ze zich op elkaar door stuwingsbreuken, wat resulteerde in de vorming van een hooggebergte zoals de Alpen. Bovenop deze opgeschoven, opgevouwen en uiteengevallen stapel ligt alles wat overblijft van onze oceaanbodem. Deze oceaan bovenop de berg was veel breder dan de voetafdruk van de moderne bergketen.
Grand Tour du rocks
De etappe van het krijgen van een oceaan op een berg die we zien in etappe vier was veel verder, zowel horizontaal als verticaal, dan renners doen in de Tour de France. De horizontale reis vanaf de vorming op een oceaanrug tot halverwege een subductiezone en dan terug naar de oppervlakte zou honderden kilometers zijn geweest. Het kan zelfs meer dan duizend kilometer zijn geweest. De afdalingen en beklimmingen zijn nog opvallender.
Oceanische geulen waar de oceaanplaat zich onder een continentale rand of een andere oceaanplaat subduceert, zijn de diepste plekken op de oceaanbodem. Ze zijn dieper (onder zeeniveau) dan de hoogste bergen boven zeeniveau. Je kunt denken aan de Marianentrog, die dieper is dan de Mount Everest hoog is. Het grootste deel van de reis van de rotsen naar boven zou echter zijn geweest van tientallen tot meer dan 100 kilometer onder de oceaanbodem langs de subductiezone naar hun huidige blootstelling in de bergen. Dat is veel punten waard voor de polkadot-trui. We kennen het de Souvenir Henri Desgrange toe!
Let op de tijdslimiet
Natuurlijk leggen renners in de Tour veel sneller horizontale en verticale afstanden af dan deze rotsen. De snelste snelheid van deze reizende rotsen was centimeters per jaar. Ze zouden zeker buiten de tijdslimiet vallen. Miljoenen jaren tijd stelden deze rotsen in staat om hun langeafstandsrit te voltooien.
Hoewel de gemiddelde snelheid waarmee rotsen zich voortbewogen langzamer was dan de beweging van het langzaamste dier, gebeurde veel van de beweging niet op een constante, langzame, gemiddelde snelheid. Integendeel, gedurende een groot deel van de tijd, vooral in de subductieomgeving, bewogen de rotsen honderden jaren lang helemaal niet. Bij een aardbeving verplaatsen ze dan meters per keer. Dat zijn supersonische snelheden voor een steen. Het is een mooie analogie voor de opschudding die het klassement vandaag zou kunnen meemaken, wanneer de renners duizenden meters klimmen om uit te komen in een oceaan die vijf kilometer onder zeeniveau begon!
NB: Blogs in andere talen dan het Engels worden allemaal automatisch vertaald. Onze schrijvers zijn niet verantwoordelijk voor taal- en spelfouten.
