Ga naar inhoud
rowi

hypothese tektonische activiteit

Aanbevolen berichten

 Nieuwe hypothese over de krachten die de tektonische activiteit op aarde bepalen. "The driving forces remain enigmatic" aldus de Encyclopedia Brittanica. Het is de bedoeling om aan de hand van de gekende klassieke fysische wetten een hypothese te ontwikkelen die licht kan werpen op dit enigma.

1. De aandrijvende krachten.

Voor berekeningen van gravitatiekracht en middelpuntvliedende kracht t.o.v. de zon stelt men de aarde meestal voor als een puntmassa waarbij beide krachten elkaar in evenwicht houden. De gravitatiekracht is een centripetale kracht, die vanuit één punt , het zwaartepunt te berekenen is. De centrifugale kracht  is voor ieder punt van een volume anders , evenredig met het kwadraat van de momentane snelheid en omgekeerd evenredig met de afstand, het is een tensor met een continu variabele waarde over de diameter van de massa, voor de aarde een sfeer met een radius van 6371 km. Door de  schuine stand van de aardas t.o.v. het omwentelingsvlak rond de zon staat de noordelijke of zuidelijke hemisfeer  ieder half jaar afwisselend dichterbij of verderaf van de zon en vertoont een verschillende omwentelingssnelheid rond de zon ( behalve op het moment van de equinox )  waardoor een  halfjaarlijks wisselende noord / zuid vectorcomponent  in de centrifugale kracht van de aarde ontstaat.  De noordelijke vector bereikt zijn maximum  tijdens de december solstice omdat de noordelijke hemisfeer dan het verst van de zon afstaat en de hoogste omwentelingssnelheid heeft . De zuidelijke maximale vector valt tijdens de juni solstice als de zuidelijke hemisfeer  dan het verst vande zon staat.  De noord / zuid vector is afwezig bij de equinox waarna hij noordelijk of zuidelijk  gedurende 3 maand in kracht toeneemt , zijn maximale kracht  bereikt bij de solstice en terug 3 maand in kracht afneemt etc...

 De gravitatiekracht zon-aarde en de centrifugale kracht van de aarde zijn globaal aan elkaar gelijk maar beantwoorden aan andere fysische wetten. Zo is voor de centrifugale kracht de snelheid de belangrijkste factor terwijl die onbelangrijk is voor de gravitatiekracht, voor de gravitatiekracht is de massa van de zon de belangrijkste factor terwijl die onbelangrijk is voor de centrifugale kracht. Beide krachten zijn tensoren, voor de gravitatiekracht betekent dit de getijdentensor die een afgeleide is van de gravitatiekracht, voor de centrifugale kracht geldt momentane kracht. De maximale kracht van de noord/zuid centrifugale tensor tijdens de solstice is ongeveer 100 x groter dan die van de maximale getijdentensor van de zon (en dus ongeveer 50 x groter dan de maximale getijdentensor van de maan ) zodat er verder geen rekening gehouden wordt met de getijdentensor. Duidelijk is dat de totale centrifugale kracht van de aarde gelijk is aan de totale gravitatiekracht zon - aarde, de toename van noordelijke tensor compenseert door de afname van de zuidelijke tensor  en vice-versa.

De grootte van de kracht en de lange periode ( 6 maand ) van energieoverdracht  in één richting zorgen voor een halfjaarlijkse variatie in het oceaanniveau dat tegengesteld is tussen de noordelijke en zuidelijke hemisfeer maar dit is verder van geen belang voor de tektonische activiteit. Belangrijk voor de tektonische activiteit is dat de energieoverdracht voldoende is om de viscose asthenosfeer in een noord/zuid richting in beweging te brengen  wat  bv. niet mogelijk is met de veel zwakkere getijdentensor ( Holmes ).

De oost-west centrifugale tensor van de omwenteling van de aarde om haar eigen as wisselt om de 12 uur, deze periode is te kort om stroming op gang te brengen, de energie wordt in warmte omgezet zodat er verder geen rekening mee gehouden wordt.

Wanneer de stroming noordelijk of zuidelijk op gang komt ontstaat rond de evenaar een opwaartse stroming door convectie uit de diepere warmere lagen van de mantel. In noordelijke of zuidelijke richting daalt de stroming terug in de mantel door afkoeling. Op die wijze ontstaat een circulatie , verticaal opwaarts rond de evenaar, afbuigend en geleidelijk terug dalend 6 maand noordelijk en 6 maand zuidelijk. In het op- en neergaande deel van stroming werkt tegelijk een verticale kracht (convectie) en een horizontale kracht (noord- of zuid vector) waardoor turbulentie  kan ontstaan.

De lithosfeer t.h.v.de oceanen is dunner dan t.h.v. de continenten waardoor de stroming  vooral onder de oceanen plaatsvindt . Aangezien het profiel van de lithosfeer t.o.v. de onderliggende asthenosfeer ongeveer het spiegelbeeld is van dat van het aardoppervlak ( Archimedes) stroomt de asthenosfeer onder de oceanen als in een omgekeerde rivierbedding met de omgedraaide continenten als randen. Aangezien de radius van de asthenosfeer het grootst is waar de lithosfeer het dunst is - meestal midden een oceaan -  is daar de wandspanning het hoogst (wet van Laplace) zodat daar een breuk in de lithosfeer  kan ontstaan : de midoceanische groeve. De stroming kan geblokkeerd worden als de groeve door continentverschuiving onder een continent terechtkomt of door vorming van nieuwe massieve landmassa's dichtgedrukt wordt cfr. infra.

De globale vorm van de oceanen  bepaalt de aard van de noord-zuid stroming: laminair zoals in een  open conus, met drukopbouw in een gesloten conus. Bij een laminaire stroming is de stromingssnelheid het grootst in het centrum, meestal het midden van de oceanen en het traagst aan de continentranden waardoor een radiale impuls de continentranden uiteendrijft ( Bernoulli ) en nieuwe oceanische plaat aangemaakt wordt in de  centrale oceanische groeve. De om de 6 maand wisselende richting van de stroming geeft de radiale impuls een sinusoidaal karakter waardoor een  soort 'boorhamer effect' ontstaat waar de platen op elkaar botsen. In een gesloten conus  (zoals de  noordelijke pacific ) is weinig stroming maar drukopbouw waardoor de oceanische platen verticaal gebogen worden  tot diepe oceanische slenken met randorogenese op de continenten waarna ze subduceren onder de overschuivende continentale platen. De wisselwerking tussen de asthenosfeer en de lithosfeer kan vergeleken worden met een veer (asthenosfeer) / massa ( lithosfeer) waarbij de toenemende druk zich plots ontlaadt in kinetische energie met  subductie, aardbeving, orogenese etc. Op die wijze ondergaan de oceanische platen een continue recyclage waarbij in de ene oceaan opbouw plaatsvindt (thans bv. in de Atlantische oceaan) en tegelijk in een andere oceaan afbraak door subductie (thans bv. in de noordelijke pacific). Deze cyclus duurt ongeveer 300 miljoen jaar zodat geen oceanische plaat ouder dan 300 miljoen jaar bekend is.

De stroming  loopt tot de noordpool of de zuidpool door in de groeve die het minst weerstand biedt, heden is dat de Atlantische groeve aan de noordpool en de pacific groeve aan de zuidpool.

De zesmaandelijks wisselende tensor superponeert zich op een globale resonantiegolf van 1200 miljoen jaar veroorzaakt door de wijziging van de vorm van de aarde die samenhangt met de vertraging van de rotatiesnelheid van de aarde om haar as cfr. verder onder 3. Deze resonantiegolf veroorzaakt een ringvormige groeve rond antartica.

2. Stroming onder de oceanen - invloed op de continenten. 

a.  Atlantische oceaan.

De globale conusvorm  zowel van de Noord-atlantische als van de Zuid-atlantische oceaan bevordert een laminaire stroming met egale zijdruk op de oostelijke en westelijke rand . De Atlantische groeve loopt door tot voorbij de noordpool , de dalende  turbulente uitstroom vormt de vulkanische koepel van de Aleoeten. De egale zijdruk die eigen is aan een laminaire stroming maakt dat de aangrenzende continenten vrij zijn van vulkanisch activiteit of aardbevingen: het uiteendrijven van de continenten kan als een harmonische energieomzetting gezien worden. In de omgeving van IJsland is er oplopende druk  en turbulentie in de groeve door stroomvernauwing en versnelling tussen Groenland en Scandinavië én door het sluiten van de conus naar de noordpool toe. Dit leidt tot sterke tektonische activiteit rond IJsland met vorming van nieuwe landmassa. Rond de evenaar ontstaat in de opstijgende stroming turbulentie met vulkanen: Kaap Verdië , St. Helena...  In de zuidelijke oceaan  voegt de groeve zich bij de ringgroeve rond antartica.

b. Indische oceaan.

De globale conusvorm creëert  een laminaire stroming met een egale verdeling van de druk. Noordelijk vormt de Indische groeve de Arabische groeve die, geblokkeerd door de Iraanse en Turkse bergketens, westelijk afbuigt in de Middelandse zee  en verder doorloopt via  de Atlas en de Canarische eilanden tot de Atlantische groeve . Opstijgende stroming met turbulentie rond de evenaar veroorzaakt vulkanisme (Réunion...). Zuidelijk is er aansluiting bij de ringgroeve rond antartica. 

c. Pacific

Rond de evenaar zijn er talrijke vulkanische archipels in de turbulente opstijgende stroming.

De pacific groeve is noordelijk geobstrueerd , aanvankelijk bij de vorming van Alaska (analoog van IJsland) en later door de westelijke verplaatsing van Noord- Amerika  waarbij de Rocky Mountains over de groeve geschoven zijn cfr. infra. Zij loopt  nu via de Sint- Andreasbreuk tot  Yellowstone. Door deze obstructie vormt de noordelijke pacific een compressiekamer afgeboord door verticale subducerende randplaten. De noordelijke gesloten compressiekamer is gekoppeld aan de  open zuidelijke werkkamer waarbij een efficiënte omzetting in kinetische energie plaatsvindt met een zeer snelle verplaatsing van de pacific platen ( tot 10x  sneller dan in de Atlantische oceaan ) én in een zeer hoge tektonische activiteit aan de pacific rand ( ring of fire ). Hawaï vormt een centrale decompressiekamer met de hoogste vulkanen ter wereld ( meer dan 10.000 m. vanaf de oceaanbasis ) , rond Yellowstone wordt de compressiekamer afgesloten door een ventiel dat zich  ongeveer om de 600.000 jaar opent. De hoge kinetische energie van de zuidelijke stroming drijft die voobij de ringgroeve rond antartica waar ze in haar turbulent dalend deel een rij vulkanen over Antartica vormt.

d. Continental drift.

De laminaire stroming in de Atlantische oceaan drijft Noord-Amerika westelijk, Eurazië oostelijk. Alle continenten ( behalve Antartica) bewegen noordelijk  door de noordelijke resonantiegolf cfr. infra. Daardoor bevinden de archipels van Indonesië, de Filipijnen ( tussen Australië en Azië ) en van de Caraïben (tussen Noord- en Zuid-Amerika)  zich in een compressiezone met sterke tektonische activiteit. Antartika ontspringt de continentendans omdat de resonantiegolf met de ringvormige groeve zich noordelijk verplaatst.

3. Geohistoriek: zie infra.

                  

aangepast door rowi

Deel dit bericht


Link naar bericht
Delen op andere sites

- Commentaar.

Deze 'Rowi hypothese' is een poging om met  kosmische krachten- die de aardinhoud a.h.w. 'centrifugeren'- tot een globale beschrijving te komen van de tektonische activiteit op aarde en steunt niet uitsluitend op inwendige krachten zoals convectiestroming door de inwendige aardwarmte (hypothese van Holmes) . Thermische convectie ( veroorzaakt door de belangrijke radioactiviteit in de mantel)  volgt de wetten van de thermodynamica en levert het belangrijkste deel van de energie die nodig is om de tektonische activiteit gaande te houden maar de egale verdeling van de convectie in de mantel kan nooit de inegale verdeling van de tektonische activiteit verklaren.  Vergelijk het met een rijdende wagen: de motor (convectie)  levert een veel grotere energie dan de bestuurder (de noord/ zuid vector ) maar de bestuurder bepaalt de richting van de wagen.

De noord-zuid vector  vindt zijn oorsprong in de schuine stand van de aardas t.o.v. het rotatievlak rond de zon. Die schuine stand wordt toegeschreven aan de botsing van de aarde met "Theia" waarbij de maan gelanceerd werd in een baan om de aarde en het impulsmoment van het aarde/maan -complex verschoven werd  t.o.v. het omwentelingsvlak rond de zon. Uiteindelijk moet , door interne wrijving en energiedissipatie de aarde evolueren naar een eindstadium van synchrone en stabiele rotatie rond de zon (zoals de maan thans rond de aarde draait) maar dit proces zal vermoedelijk nooit voltooid raken aangezien het nog tientallen miljarden jaren duurt voor de aarde terug in die evenwichtstoestand raakt. Daarnaast speelt de afnemende rotatiesnelheid van de aarde een rol cfr. infra, ook hieraan heeft de botsing met theia een groot aandeel. Om het geopoëtisch uit te drukken: tektonische fenomenen zijn  late naweeën van de geboorte van het veel te groot kind  van moeder aarde.

 

aangepast door rowi

Deel dit bericht


Link naar bericht
Delen op andere sites

    3. Geohistoriek -  Noor-zuid resonantiecyclus.

Voor 1500 miljoen jaar was er een equatoriaal Pangea (Columbia), voor 1200 miljoen jaar  een noordelijk , voor 900 miljoen jaar een equatoriaal  (Rodinia ), voor 600 miljoen jaar een zuidelijk , voor 300 miljoen jaar een equatoriaal , op heden evolutie naar noordelijk pangea . Dit wijst op een cyclus van 1200 miljoen jaar met -startend met een equatoriaal Pangea (Columbia)  voor 1500miljoen jaar-  gedurende 300 miljoen jaar noordelijke dominantie  en noord-zuid richting van de groeven ; 300 miljoen jaar een equatoriaal pangea ( Rodinia ) en oost-west richting van de groeven ; 300 miljoen jaar zuidelijke dominantie met noord -zuid richting van de groeven ; 300 miljoen jaar een equatoriaal Pangea en oost-west richting van de groeven , erna de huidige situatie met noordelijke dominantie en noord-zuid groeven.

De periode van 300 miljoen jaar waarbij  de continenten verschuiven van de pool naar de evenaar ( of omgekeerd ) komt overeen met de periode waarin de oceanische korst volledig afgebroken en terug opgebouwd wordt. Dit gaat samen met een 90 gr. omkering van de richting van de oceanische groeven, oost-west bij equatoriaal Pangea, noord-zuid bij polair Pangea. Bij de laatste equatoriale pangeavorming boog en Indische groeve ter hoogte van de evenaar oost-west en vormde de Thetis zee, de voorloper van de Middenlandse zee. Het noordelijk deel van de Indische groeve werd afgesloten door de vorming van de Iraanse bergketens, het restant van deze groeve vormde het Oeral gebergte met zijn aparte geologie  

De basiscyclus van 1.200 miljoen jaar omvat dus 300 miljoen jaar noordelijke en 300 miljoen jaar zuidelijke dominantie  met 2 x middenin 300 miljoen jaar equatoriale dominantie. Dit stemt overeen met een harmonische trilling van een veer ( de asthenosfeer ) gekoppeld aan een massa ( lithosfeer )  met een eigen frequentie van 1200 miljoen jaar. Een veer/massa trilling impliceert periodes van snelle beweging ( continentverschuiving in noordelijke of zuidelijke richting) en lage druk afgewisseld met periodes van geringe beweging ( Pangea  ) en hoge druk met grote tektonische activiteit en orogenese. 

Het samendrijven van de continenten naar een pool gaat samen met subductie van oceanische lithosfeer in die hemisfeer en opbouw van oceanische lithosfeer in de andere hemisfeer.  De voorbije 200 miljoen jaar vindt de opbouw van oceanische lithosfeer  vooral plaats in de ringvormige groeve rond antartica, die compenseert de subductie in het noordelijk halfrond  t.h.v. vooral de middenlandse zee, de Caraïben en de noordelijke pacific.

De jaarlijkse noord/zuid cyclus superponeert zich op deze 1200 miljoen jarige  resonantiecyclus. In tegenstelling tot de resonantiecyclus die alle continenten en de oceanische lithosfeer tegelijk noordelijk of zuidelijk drijft, verplaatst de jaarlijkse cyclus de continenten in een tegengestelde richting : oost/west (bv. Noord-Amerika westwaarts, Eurazië oostwaarts) door radiale druk vanuit de oceanische groeve cfr.supra. Deze kracht is veel groter dan die van de resonantiecyclus , de oost/west verplaatsing gebeurt dan ook meestal aan een gemiddeld hogere snelheid. Anderzijds is er soms in de resonantiecyclus snelle omzetting van potentiele energie  in kinetische energie cfr. veer/massa effect. Een dergelijke snelle energieomzetting vinden wij voor150 miljoen jaar bij het uiteenvallen van Gondwana toen Afrika, India, Australie en Zuid-Amerika zich afsplitsten van Antartica. De gelijke impuls op deze vier gebieden gaf India, dat ongeveer 4 x kleiner was dan Australie ,een viermaal hogere noordelijke snelheid : 20 cm p.j. versus 5 cm p.j. De noordelijke snelheid van Afrika en Zuid-Amerika ,die elk ongeveer dubbel zo groot zijn als Australie , bedraagt 2,5 cm p.j. Bij de passage van India over de Indische groeve werd door de oost-west kracht van de groeve Madagascar afgesplitst.

Uiteindelijk is de tektonische activiteit de resultante van 4 afzonderlijke krachten: de convectie in de aardmantel, de seizoensgebonden kracht, de resonantiekracht en de centrifugale kracht van de rotatie van de aarde om haar as bij de passage van de continenten over de evenaar. De combinatie van deze krachten met wisselende richting en intensiteit maakt de continentverschuiving complex.

De aarde is de enige planeet in het zonnestelsel met tektonische activiteit , de aarde is ook de enige planeet met een satelliet van een dergelijke massieve omvang. De energie die vrijkwam bij de botsing van de proto-aarde en theia lanceerde de maan  als satelliet van de aarde én versnelde de rotatie om haar as tot een daglengte van minder dan 5 uur .  Daardoor ontstond afplatting van de aarde  aan de polen.  Met de progressieve afname van de rotatiesnelheid  neigt de aarde terug naar een sferische vorm. De toename van de zuid-noord  lengteas veroorzaakt een hogere druk rond de equator en een lagere druk rond de polen waardoor de continenten  zich afwisselend van de ene pool naar de andere verplaatsen door resonantie tussen beide polen  met een golfperiode van 1200 miljoen jaar . Bij passage van de equator drijven de continenten samen  tot pangea onder invloed van de centrifugale kracht van de omwenteling van de aarde om haar as. Door de hoge druk in de asthenosfeer ( de 'veer' ) rond de evenaar barst de  oceanische lithosfeer met oost/west gerichte groeven ( waaraan wij de Middenlandse zee danken). Als de continenten rond de polen gesitueerd zijn is de situatie omgekeerd met noord/zuid gerichte groeven. De pangea's aan de polen en aan de equator zijn periodes van maximale druk in de asthenosfeer en gaan samen met hoge tektonische activiteit en met orogenese.

De impact van theia met de proto-aarde gaf de aarde haar schuine as én een enorm rotatiemoment dat erna langzaam afnam, beide fenomenen maakten van de aarde een tektonisch actieve planeet.

Het opeenvolgend samenkitten en fragmenteren van de continenten is zeer belangrijk geweest in de evolutie van het leven , de langstlopende chemische kettingreactie op aarde. Geografische isolatie door opsplitsing van continenten en veranderende levensomstandigheden door bv. temperatuurschommelingen bij overgang van een equatoriaal naar een polair Pangea zijn determinerende factoren is in het ontstaan der soorten ( Darwin ). De cambrische soortenexplosie voor 500 miljoen jaar is hiervan een voorbeeld.

 

aangepast door rowi

Deel dit bericht


Link naar bericht
Delen op andere sites

Maak een account aan of log in om te reageren

Je moet een lid zijn om een reactie te kunnen achterlaten

Account aanmaken

Registreer voor een nieuwe account in onze community. Het is erg gemakkelijk!

Registreer een nieuwe account

Inloggen

Heb je reeds een account? Log hier in.

Nu inloggen

×

Belangrijke informatie

We hebben cookies geplaatst op je toestel om deze website voor jou beter te kunnen maken. Je kunt de cookie instellingen aanpassen, anders gaan we er van uit dat het goed is om verder te gaan. Door het gebruiken van onze site ga je eveneens akkoord met de Gebruiksvoorwaarden en het Privacybeleid.