Kontinentskuiwing

Die verspreiding van land en see oor die aarde was nie altyd dieselfde nie. Aan die begin van die 20e eeu is die eerste moontlik houdbare teorieë opgestel dat die kontinente ten opsigte van mekaar verskuif en daar selfs nuwe oseane gevorm het.

Pangea en die kontinente wat daaruit ontstaan het.

Daar is nou weer deeglik na die verskillende landvorme gekyk en die legkaartpatroon wat die kuste van byvoorbeeld Suid-Amerika en Afrika vorm, het die hipotese laat ontstaan dat die kontinente vroeër in die geologiese geskiedenis teen mekaar gelê het. Baie argumente is ten gunste van die kontinentskuiwingsteorie aangevoer en 'n magdom daarteen. Eers diep in hierdie eeu is kontinentskuiwing onder meer deur paleoklimatologiese en paleomagnetiese waarnemings as feit bewys en deur die meeste wetenskaplikes aanvaar

Argumente

Daar bestaan allerlei feite wat dui op 'n grootskeepse kontinentskuiwing gedurende die loop van die geologiese geskiedenis. Geografiese argumente het aanvanklik veral berus op die ooreenstemmende kuslyne van sommige kontinente, wat nog oortuigender was as die kontinentale platte by die landvorme gereken was. ('n Kontinentale plat is die deel van die kontinent wat onder die seewater lê en gekenmerk word deur die meestal vlak seë daarbo totdat dit met die kontinentale helling na die diepseebodem daal.)

In die geval van Suid-Amerika en Afrika, Noord-Amerika en Groenland, en Antarktika en Australië pas hierdie kontinente nie alleen in mekaar nie, maar ook die geologiese kenmerke soos bepaalde gesteentesoorte en ou gebergtes van die een stem ooreen met die van die ander. Biologiese argumente is gevind in die feit dat bepaalde dieresoorte en plante slegs op enkele kontinente voorgekom het en dat hierdie kontinente tans ver van mekaar verwyder lê.

Hieruit is afgelei dat die kontinente vroeër dig teen mekaar was, sodat die verspreiding van fauna en flora van die een vasteland na die ander moontlik was. Daar is ook belangrike klimatologiese argumente wat die teorie van kontinentskuiwing steun. Die soutlae wat byvoorbeeld in die bodem van Nederland en Suid-Duitsland voorkom, dui op 'n subtropiese klimaat, waartydens hierdie lae waarskynlik meer as 200 miljoen jaar gelede afgeset is. Die sogenaamde marmergroewe in Suid-België is uit fossiele koraalriwwe gekap (uit die Devoon, 400 miljoen jaar gelede).

Koraal groei tans alleen in tropiese see en dat dit vroeër waarskynlik ook die geval was. In die tyd moes Europa dus in die omgewing van die ewenaar gelê het. In die loop van 300 miljoen jaar het die tropiese klimaat van Wes-Europa dus geleidelik gematig geword. Dieselfde proses het in Noord-Amerika plaasgevind. Ook daar was die plantegroei gedurende die Karboon (sowat 300 miljoen jaar gelede) tropies en weelderig. Afsetting van sout en rooi sandsteen, vermoedelik gedurende die Perm en Trias (meer as 200 miljoen jaar gelede), in woestynomgewing gevorm, wys eweneens op die klimaatveranderinge van tropies na gematig.

Daarenteen vind 'n mens in Suid-Amerika en Suid-Afrika gletserskrape in die bodem wat tydens die Onder-Perm (280 miljoen jaar gelede) deur voortskuiwende ysmassas veroorsaak moes gewees het. Hier moes dus toe 'n polêre klimaat geheers het.

Ontwikkeling

Alfred Wegener

Genoemde argumente het die Duitse geofisikus Alfred Wegener (1880- 1930) tot sy teorie oor die oerkontinent Pangea gebring, waarvolgens hy beweer het dat al die bestaande kontinente uit een oerkontinent sou ontstaan het. (Pangea is 'n Griekse woord: pan. beteken "geheel"; gea beteken "aarde") Pangea sou volgens Wegener omring gewees het deur die oersee Panthalassa (thalassa beteken "see"). Wegener het gemeen dat Pangea eers in die laaste fase van die geologiese geskiedenis uitmekaar geskeur het.

Hy het aangevoer dat die kontinente van die Suidpool af noordwaarts beweeg het, moontlik as gevolg van die swaartekraguitwerking wat die uitbulting van die ewenaar tot gevolg sou hê. Hoewel Wegener se verskuiwingsteorie later grootliks as korrek bewys is, was hy tog effens in die duister oor watter meganisme die skuiwings veroorsaak het; trouens, selfs vandag nog word daar in sekere wetenskaplike kringe sterk twyfel uitgespreek oor die sogenaamde konveksieteorie.

Russiese geofisici glo byvoorbeeld dat daar slegs vertikale beweging vanuit die aardmantel moontlik is. Hoe dit ook al sy, Wegener se "swaartekrageffek" sou onmoontlik die enorme verskuiwings kon veroorsaak het. Die Suid-Afrikaanse geoloog Alex L. du Toit (1878- 1948) het van die veronderstelling uitgegaan dat daar twee oerkontinente bestaan het, naamlik Laurasië (bestaande uit die teenswoordige Noord-Amerika, Groenland, Europa en Asië) en Gondwanaland (opgebou uit Suid-Amerika, Afrika, Indië, Australië en Antarktika).

Die oerkontinente is volgens hom geskei deur die lang, smal Tethyssee, wat van Europa tot by Suidoos-Asië gestrek het. Die floraverspreiding uit die Karboon (tussen 345 tot 280 miljoen jaar gelede) val redelik goed saam met Du Toit se teorie. Die Gondwanakontinente vertoon feitlik uitsluitend 'n Glossopteris-flora uit hierdie era, wat beteken dat daar hier ʼn taamlik droë, koue klimaat geheers het. Laurasië het in dieselfde tyd, volgens die plantegroeipatroon, ʼn vogtige, tropiese klimaat gehad.

Die teorieë van Wegener en Du Toit het lank baie weerstand ondervind omdat dit onmoontlik gelyk het dat die kontinente hulle kon voortbeweeg in die seebodem, wat uit basaltgesteentes bestaan. In die laaste jare is daar egter baie oortuigende argumente ten gunste van hulle teorieë gelewer deur die bestudering van die paleomagnetisme van gesteentes. Sonder om op elke besonderheid van hierdie ingewikkelde maar interessante verskynsel in te gaan, behoort die verskuiwingsbeginsel ter wille van duidelikheid nader ontleed te word.

Van die belangrikste ontdekkings wat uiteindelik tot die aanvaarding van kontinentskuiwing gelei het. was die feit dat die seebodem relatief baie jonger as die kontinentale kors is: Navorsing het getoon dat die sedimentlaag op die seebodem dun is, sowat 1 km op die dikste plekke, en dat dit bowendien in die rigting van die mid-oseaniese rûe al hoe dunner raak. 'n Logiese afleiding (soos onder andere deur die Amerikaner Harry Hess in 1960) was dat indien die sediment direk bokant die oseaankors 200 miljoen jaar oud is, die kors naastenby net so oud moet wees. In vergelyking hiermee is die ouderdom van die kontinentale kors op 2000 tot 3000 miljoen jaar gestel.

Die enigste verklaring hiervoor was dat die oseaankors hom binne 200 miljoen jaar moes vernuwe het. Dit het gelei tot die teorie van oseaanvloerspreiding. Met moderne eggopeilings en radionavigasie het dit moontlik geword om die seebodem behoorlik te karteer. Dit het geblyk dat die bodem hoegenaamd nie plat is nie. Die reliëf word gekenmerk deur veral die mid-oseaniese rûe of bergkettings met sentrale slenkdale daarin, en diepseetrôe na aan die rand van die kontinente.

Tussen die kontinente en die trôe word die vulkaniese eilandboë aangetref. 'n Verdere belangrike ontdekking was die verskil in warmtevloei tussen die mid-oseaniese rûe en die trôe. By die rûe is die warmte-afgifte hoog, terwyl dit by trôe verbasend laag is. Met hierdie inligting het geofisici soos Hess uiteindelik ʼn moontlike oplossing vir die kwessie van bewegingsmeganisme gevind. Daar is aangeneem dat die rûe gevorm word deur stygende mantelmateriaal en dat hierdie nuwe korsmateriaal na stolling aan weerskante van die rug in die rigting van die trôe wegbeweeg.

Hier geld dan die eenvoudige beginsel dat warm stowwe ligter is as koue stowwe en daarom sal styg, maar ook dat dit met afkoeling digter en swaarder sal word, waardeur dit sal begin daal. Daar is dus konveksiestrome. Wanneer twee soortgelyke bewegings mekaar ontmoet, sal die materiaal, in hierdie geval die korsmateriaal, saam na onder buig en daal. Nuwe oseaanbodem word dus by die mid-oseaniese rûe gevorm, waarna dit in die trogstelsel in die mantel verdwyn en weer gesmelt word. 'n Mens sal nou noodwendig die gevolgtrekking verder moet deurvoer, want die beweging van die kontinente is hiermee glad nie volledig verklaar nie.

Die moontlikheid dat daar konveksiestrominge bestaan waarop die kontinente asof op 'n vervoerband meegevoer word, bied geen oplossing vir die vraagstuk waarom die skynbaar starre korse ten opsigte van mekaar kan beweeg nie. Om hierdie vrae te beantwoord, het wetenskaplikes die teorie van plaattektoniek opgestel. Loodreg met die mid-oseaniese rûe is daar dwarsverskuiwings ontdek waardeur die aardkors in segmente of plate verdeel word. Die plate kan bestaan uit oseaniese kors plus ʼn gedeelte van die mantel (sowat 70 km dik), of met daarby ook nog kontinentale kors (wat die soliede boonste gedeelte sowat 150 km dik maak). Hierdie plate bestaan dus uit die gedeelte wat as die litosfeer bekend is.

Onder die litosfeer is die astenosfeer, 'n plastiese laag waarop die litosferiese plate as 't ware dryf as gevolg van die hoër digtheid van die onderliggende rots. Dit gee terselfdertyd 'n verklaring waarom die astenosfeer relatief min wrywingsweerstand teen die plate bied. Met ʼn effense herformulering kan 'n mens ten minste 'n begrip vorm van hoe die kontinentskuiwing moes plaasgevind het. Die skuiwing is die gevolg van plaatbeweging (moontlik die gevolg van die konveksievervoerband in die astenosfeer), en die feit dat nuwe plaatmateriaal by die mid-oseaniese rûe gevorm word.

Die groeiende plate kan by die mid-oseaniese dwarsverskuiwings vrylik beweeg, maar sal aan die plaatgrense, wanneer dit teen aanliggende plate bots, teen mekaar skuur, of die een onder die ander plaat inbeweeg. Een plaat word dus onder die ander een vernietig, en as gevolg van die botsing word materiaal dikwels uitgedwing, soos byvoorbeeld by die plooiingsgebergtes die Himalaja, die Andes en die Alpe. Dwarsverskuiwings aan die mid-oseaniese rûe kan tot in die kontinente deurloop en een van die duidelikste voorbeelde is die San Andreas-breuk in Kalifornië, waar die plaatbeweging duidelik gemeet kan word.

Moontlik is die bewegingsmeganisme selfs nou nog nie behoorlik geïdentifiseer nie, maar die aardbewingsones wat in groot mate saamhang met die vulkaniese aktiwiteite by die rûe en die sogenaamde aftreksones (waar een plaat onder ʼn ander na die mantel afgedruk word), toon duidelik sekere grensgebiede in die kors (die litosfeer). Bowendien het die gebruik van sensitiewe magnetometers na die Tweede Wêreldoorlog die plaatbeweging duidelik getoon Daar is reeds bewys dat die aarde se magnetiese veld deur die loop van die geologiese geskiedenis dikwels van rigting verander het. Die noordpool het met ander woorde met die suidpool plekke geruil.

Tydens seebodemnavorsing het hierdie verskynsel duidelik na vore gekom. Daar bestaan naamlik dun gordels in die oseaniese kors wat volgens die normale polariteit (van vandag) gemagnetiseer is en ander wat in die teenoorgestelde rigting wys. Hierdie magnetisme word in die rots vasgelê wanneer dit van gesmelte vorm na soliede vorm oorgaan. Daar is vasgestel in watter periodes poolomswaaiing plaasgevind het en daarvolgens kan die ouderdomme van die agtereenvolgende lae bereken word.

Die lae naaste aan die mid-oseaniese rûe is die jongste en die wat die verste daarvan lê, die oudste. Die paleomagnetisme het ook ʼn verdere feit aan die lig gebring. Dit is bekend dat die noordpool nie altyd op presies dieselfde plek gelê het nie, maar dit het benewens omswaaiing ook sekere poolswerwinge ondergaan. Die spoor van hierdie poolswerwinge is in die onderskeie periodes in die kontinentrots vasgelê en verskil van kontinent tot kontinent. Die kontinente kon dus nie altyd in dieselfde posisie ten opsigte van mekaar gelê het nie, want anders sou die poolspoor vir almal gelyk moes gewees het. Dit is nou moontlik om die beweging van die kontinente te rekonstrueer.

Teen die einde van die Perm (225 miljoen jaar gelede) was Pangea nog 'n geheel, wat van die suide na die noorde opgeskuif het. Aan die begin van die Perm (280 miljoen jaar gelede) het Pangea nog meer suid gelê en dele van Indië, Suid-Amerika en Afrika was gedeeltelik deur ‘n yskap bedek. Na die Perm het daar 'n skeiding ontstaan, waarby Laurasië verder na die noorde geskuif en Gondwanaland slegs gedeeltelik gevolg het. Antarktika en Australië, wat onderling verbonde was, het hulle nou ook losgemaak van Afrika en Suid-Amerika, terwyl Indië teen 'n relatief groot snelheid na die noorde beweeg het.

Tydens die Jura (sowat 190 miljoen jaar gelede) het Noord-Amerika en Europa hulle in 'n draaiende beweging van hul suiderbure losgemaak. Aan die einde van die Kryt (65 miljoen jaar gelede) was die Suid-Atlantiese Oseaan al vir byna die helfte van sy grootte gevorm, maar die skeur tussen Australië en Antarktika het toe nog maar net ontstaan. Tydens die Tersiêr is die Atlantiese- en die Indiese Oseaan sterk verbreed en in hierdie tydperk het Indië en Australië die grootste verskuiwing beleef. Aan die einde van die Tersiêr (2,4 miljoen jaar gelede) het die onderlinge verhouding tussen die kontinente al naastenby ooreengestem met die van vandag.

Oor die toekomstige bewegings van die kontinente kan niks met sekerheid voorspel word nie. Voorlopig gaan die bewegings waarskynlik nog voort soos in die Tersiêr, gesien in die lig van die aardbewingspanningsones van die aardkors. Dit sal waarskynlik binnekort moontlik wees om die verskuiwing van die kontinente, wat moontlik enkele sentimeter per jaar bedra, regstreeks aan te toon deur metinge vanuit satelliete.

Verwysings

• Lear, John: Continental Drift - the sliding stones. In: Lantern. Tydskrif vir Kennis en Kultuur. Jaargang 21, nr. 3, Maart 1972
• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409567 band