Tektonische platen en leven op aarde

Beweegt en evolueert de aarde omdat er leven op is? Of is er leven op aarde omdat de aarde zelf ook in beweging is? Zijn er verbanden tussen biologische gebeurtenissen zoals fotosynthese en geologische gebeurtenissen zoals platentektoniek?

Inhoudsopgave

• Tektonische platen en leven op aarde
• Tektonische platen?
• Waar komen tektonische platen vandaan?
• Zirkonen
• Tektonische platen als afkoelingsmechanisme
• Geologie of biologie?

Tektonische platen en leven op aarde

Aardbevingen zijn één van de meest vernietigende krachten op aarde, met soms tienduizenden doden als gevolg van instortingen en andere rampen door de trillende aarde. Maar aardbevingen kunnen ook een constructieve kracht zijn. Na de aardbeving in Chili in 2010 steeg de kustlijn op sommige plekken blijvend met enkele meters. Alle gebergten komen voort uit zulke tektonische activiteit. Het is maar de vraag of de aarde leefbaar zou zijn voor eender welk leven zonder haar verschuivende tektonische platen.

Tektonische platen?

De verschillende tektonische platen die de aarde bedekken bewegen van elkaar weg of botsen tegen elkaar, en scheppen zo valleien en bergketens die we nodig hebben om op aarde te kunnen leven. Die theorieën zijn zo algemeen aanvaard dat we er niet meer bij stil staan dat dit eerder uniek is. Geen enkele andere planeet in ons zonnestelsel vertoont eenzelfde dynamiek. Volgens sommigen is dit 'leven' van de planeet (magma, rotsen, …) ook de voorwaarde om tot leven op de planeet te komen. De tektonische activiteit van de aarde zou van vitaal belang zijn voor leven op aarde omdat die ervoor zorgt dat verschillende stoffen waaruit de aarde bestaat door elkaar geschud worden. Het bepaalt hoeveel zwavel, koolstof, ijzer, fosfor er dicht bij het aardoppervlak zit, en bepaalt mee het klimaat en de warmte van de planeet en hoeveel energiebronnen er beschikbaar zijn voor het leven op aarde, zoals vulkanen of warmwaterbronnen.

Waar komen tektonische platen vandaan?

De oudste gevonden gesteenten zijn ongeveer 3,5 miljard jaar oud. De aardkorst bestaat vooral uit graniet. Graniet is een massief gesteente, maar minder massief dan we soms denken. Graniet is zelfs een eerder lichte stof, vergeleken met het basalt waaruit de zeebodem bestaat en de aardmantel veel dieper. De dichtheid van graniet is ongeveer 10 % lager dan die van het onderliggende basalt waaruit graniet ontstaat. Net zoals ijs dat uit water kan ontstaan een dichtheid heeft die ongeveer 10 % lager is dan die van het water. Door die lagere dichtheid kan ijs blijven drijven op water. Op dezelfde manier kunnen massieve gebergtes uit graniet blijven drijven op basalt en de diepere lagen van de aardmantel.

Volgens sommigen zijn de continenten en tektonische platen dus ontstaan toen ongeveer 3,5 miljard jaar geleden graniet uit de basaltkorst naar boven begon te drijven. Het is moeilijk voor geologen om nauwkeurige theorieën te toetsen aan de realiteit. De aarde zelf is continu in beweging, tektonische platen verscheuren rotsen of persen ze samen tot ander gesteente en men kan dus nooit met zekerheid iets zeggen over de geologische ontstaansgeschiedenis van de aarde. De aarde evolueert en daarmee verandert wat de geologen onderzoeken (de aarde zelf) mee waardoor het erg moeilijk is om het geologische ontstaan van tektonische platen te ontdekken. De belangrijkste onderzoekstechniek is het dateren van rotsen. Maar aan de leeftijd ervan alleen kan je geen systeem over het ontstaan ervan ontwikkelen. De platentektoniek wist zo de hele tijd zelf haar geschiedenis uit.

Zirkonen

Op verschillende plaatsen ter wereld zijn kleine kiezeltjes te vinden. Deze zijn meer dan 4,4 miljard jaar oud en blijken quasi onvernietigbaar. Het lijken de oudste aanwijzingen over het ontstaan van platentektoniek. Met hun leeftijd van 4,4 miljard jaar zijn deze kiezeltjes ongeveer even oud als de aarde zelf. Vroeger gingen wetenschappers er van uit dat de aarde toen nog helemaal vloeibaar was, want te warm om vaste stoffen te laten vormen. De zirkonen dragen bepaalde kenmerken mee, waaruit af te leiden is in welke omgeving ze gevormd werden. Dit levert een sterke aanwijzing dat de zirkonen ontstonden in graniet, maar dus ongeveer een half miljard jaar eerder dan men vermoedde dat graniet ontstond op aarde. De vorming van graniet op aarde zou dus veel ouder kunnen zijn dan we tot nu vermoedden. Als er toen al sprake was van graniet, was er dan tektonische activiteit op aarde vanaf het prille begin?

Tektonische platen als afkoelingsmechanisme

Volgens sommigen fungeren de tektonische platen op aarde als koelingselementen voor het veel hetere centrum van de planeet. Door de temperatuursverschillen beweegt koude materie naar het midden van de aarde en spuwt de aarde hete materie naar boven om af te koelen, en zo dichter bij een evenwicht te komen. Net zoals lagen warme en koude lucht windstromen veroorzaken, veroorzaakt het bewegen van hete en koude materie op de aardkorst voor het ontstaan van tektonische platen.

Geologie of biologie?

Volgens sommige radicale geologen is de relatie tussen de geologie van de planeet en het leven erop minder eenzijdig. Zij beweren dat platentektoniek voor deel veroorzaakt en gaande gehouden wordt door het leven op aarde. Verschillende bacteriën en andere levende cellen op aarde verwerken allerlei gesteenten en andere stoffen en creëren zo waardevolle en voedzame mineralen, maar ook graniet. Het leven op aarde verandert de geologische samenstelling ervan waardoor de aarde steeds in beweging blijft en de tektonische platen blijven evolueren. Planten nemen bijvoorbeeld, met de energie van de zon, bepaalde stoffen uit de aarde en laten die als gassen vrij in de atmosfeer, zoals zuurstof. Waterplanten zuiveren zuurstof uit het water, andere planten gebruiken verschillende soorten aarde en water om met de energie uit fotosynthese andere moleculen samen te stellen. Op deze manier vormden zich onze atmosfeer, zoutmeren en oliebronnen. Harde bewijzen voor het aardse leven als drijfveer van tektonische activiteit zijn er echter niet, enkel theorieën. Zo zou het kunnen dat door het aanmaken van klei- en andere mineralen door algen en andere planten, de zware, grote en stijve tektonische platen makkelijker kunnen 'glijden' over de aardkorst. Dergelijke hypothesen zijn lastig hard te maken omdat ze verschillende vakgebieden overschrijden. In dit voorbeeld zouden biologische, kleinschalige factoren (mede-)verantwoordelijk kunnen zijn voor de grootschalige beweging van tektonische platen en de hele aardkorst. Mineralen blijken veel meer het resultaat van microben dan vroeger werd gedacht. De hele aarde lijkt te leven, niet enkel sommige wezens op de aardkorst maar ook de aardkorst zelf.