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 daarentegen voor iedere gewichtseenheid evenredig met het kwadraat van de momentane snelheid. Men moet  in rekening brengen dat de aarde een sfeer is 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 rond de zon 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 steeds globaal aan elkaar gelijk maar beantwoorden aan totaal andere fysische wetten. Zo is voor de centrifugale kracht de snelheid  van de aarde 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. Voor de berekening van de uitwerking van beide krachten op de aarde moeten ze als tensoren beschouwd worden, voor de gravitatiekracht betekent dit als getijdentensor die een afgeleide is van de gravitatiekracht, voor de centrifugale kracht geldt de momentane kracht per gewichtseenheid . Zo is de maximale krachtvariatie van de noord/zuid centrifugale tensor (equivalent aan de deelvector ) ongeveer 100 x groter dan die van de getijdentensor van de gravitatiekracht 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 tussen zon en aarde, de toename van noordelijke vector  van de centrifugale kracht is gelijk aan de afname van de zuidelijke vector  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 getijdetensor ( Holmes ). De oost-west component van de centrifugale tensor 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 die ondersteund wordt door de centrifugale kracht van de rotatie van de aarde rond haar eigen as. 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 van de doorsnede, meestal het midden van de oceanen, het traagst aan de continentranden waardoor een radiale impuls de continentranden uiteendrijft ( Bernoulli ) en nieuwe oceanische plaat aangemaakt in de 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. Daardoor fragmenteren de oceanische platen die onder druk staan zoals in de gesloten conus van de  noordelijke pacific , ze worden verticaal gebogen tot diepe oceanische slenken met randorogenese aan de continenten waarna ze subduceren onder de overschuivende continentale platen. 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.

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 stroomversnelling 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  is er door het corioliseffect oostelijke afbuiging van de stroming onder Afrika waarna zij aansluit bij die van de Indische oceaan.

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 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...). Door corioliseffect is er afbuiging van de zuidelijke stroming in oostelijke richting  tot onder Australië  waarna de stroming aansluit bij die uit de zuidelijke Pacific. 

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  de omgeving van Yellowstone. Door deze obstructie vormt de noordelijke pacific een compressiekamer afgeboord door de verticale subducerende randplaten. De noordelijke gesloten compressiekamer is gekoppeld aan de  open zuidelijke werkkamer zodat 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 tot  aan de zuidpool 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 krachtiger noordelijke vector cfr. infra. Daardoor bevinden de archipels van Indonesië, de Filipijnen ( tussen Australië en Azië ) en de Caraïben (tussen Noord- en Zuid-Amerika)  zich in een compressiezone met sterke tektonische activiteit. Antartika ontspringt de continentendans omdat de min of meer ronde vorm en de enorme ijsmassa verhinderen dat de grotere noordelijke vector er vat op krijgt.

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 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 ontstond en waarbij door de enorme klap de aarde schuin ging staan. 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.

Tijdens het cambrium - voor 600 miljoen jaar- liep de Indische groeve door tot de noordpool. Bij de vorming van pangea voor 300 miljoen jaar  boog  de Indische groeve  westelijk en vormde de Thetys zee , de voorloper van de Middenlandse zee. Het Oeral gebergte  met zijn aparte geologie  is het noordelijk restant van de Indische groeve. Voor 150 miljoen jaar werd de noordelijke vector stilaan dominant waardoor de Indische groeve  (die de Thetys zee gevormd had ) terug noordelijk  afboog en  de splitsing van Noord-Amerika en Europa startte en de Atlantische groeve vormde. De zwakkere zuidelijke vector deed er 10 miljoen jaar langer over om Zuid- Amerika af te splitsen van Afrika. Het  overwicht van de noordelijke vector deed Indië en Australië  afbreken van Antartica. De uitzonderlijk snelle noordelijke drift van Indië wordt verklaard door de lokalisatie van Indië dicht bij de Indische groeve (de stromingssnelheid is het hoogst in de groeve cfr. supra ) , Australië bevindt zich daarentegen  tussen 2 groeves ( Indische en  Pacific ) wat de noordelijke verplaatsingssnelheid beperkte tot ongeveer een derde van die van Indië. De westelijke verplaatsing dreef Noord-Amerika voor 30 miljoen jaar  over de pacific groeve waardoor die thans via de St. Andreas breuklijn uitloopt in Yellowstone.

Voor 1500 miljoen jaar was er een equatoriaal pangea (Columbia), voor 1200 miljoen jaar lagen de continenten noordelijk ( zoals heden ) . Voor 900 miljoen jaar ontstaat terug een equatoriaal pangea (Rodinia ), voor 600 miljoen jaar liggen de continenten rond de zuidpool . Voor 300 miljoen jaar terug pangea rond de evenaar , op heden terug geëvolueerd naar noordelijke polaire dominantie . Dit wijst op een cyclus van 1200 miljoen jaar met gedurende 300 miljoen jaar noordelijke dominantie  en noord-zuid richting van de groeven ; 300 miljoen jaar equatoriale dominantie met Rodinia vorming en oost-west richting van de groeven ; 300 miljoen jaar zuidelijke dominantie met noord -zuid richting van de groeven ; 300 miljoen jaar equatoriale dominantie met Pangea vorming en oost-west richting van de groeven , erna overgaande in de huidige situatie met noordelijke dominantie en nood-zuid groeven.

De periode van 300 miljoen jaar waarbij  de maximale vector verschuift 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 oceanische groeven, oost-west bij equatoriaal overwicht, noord-zuid bij polair overwicht , zodat over beide hemisferen in een periode van 300 miljoen jaar  de oceanische platen volledig vernieuwd worden : over 90 gr. nieuwvorming in de groeven en over 90 gr. subductie in de slenken. 

Een basiscyclus van 1.200 miljoen jaar tekent zich af met 300 miljoen jaar noordelijke en 300 miljoen jaar zuidelijke dominantie  met 2x middenin 300 miljoen jaar equatoriale dominantie en pangea vorming. Dit is te beschrijven als een harmonische trilling van een veer ( de asthenosfeer ) gekoppeld aan een massa ( lithosfeer )  met een eigen grondfrequentie van 1200 miljoen jaar, een  eerste harmonische van pangeavorming om de 600 miljoen jaar en een tweede harmonische van ombouw van de oceanische lithosfeer van 300 miljoen jaar. Een harmonische trilling impliceert dat periodes  van continentverschuiving  afwisselen met periodes van hogere druk met grotere vulkanische activiteit en orogenese.

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 en versnelde de rotatie van de aarde om haar as tot een daglengte van minder dan 5 uur .  Daardoor ontstond een sterke afplatting van de aarde  aan de polen.  Met de progressieve afname van de rotatiesnelheid  neigt de aarde terug naar een meer sferische vorm. Deze toename van de lengte van de zuid-noord as veroorzaakt volumeafname en hogere druk rond de equator, volumetoename en lagere druk rond de polen waardoor de continenten  zich afwisselend van de ene pool naar de andere verplaatsen door resonantie tussen beide polen. De impact van theia met de proto-aarde gaf de aarde haar schuine as en een enorm rotatiemoment, 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 aangezien geografische isolatie een determinerende factor is in het ontstaan van nieuwe soorten ( Darwin ).

 

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.