Geologie van het Tibetaanse plateau

Het Tibetaanse plateau is een immens land, ongeveer 3.500 bij 1.500 kilometer groot, gemiddeld meer dan 5.000 meter hoog. De zuidelijke rand, het Himalaya-Karakoram-complex, bevat niet alleen Mount Everest en alle 13 andere pieken hoger dan 8.000 meter, maar honderden 7.000-meter pieken die elk hoger zijn dan waar dan ook op aarde.

Het Tibetaanse plateau is tegenwoordig niet alleen het grootste, hoogste gebied ter wereld; het is misschien de grootste en hoogste in de hele geologische geschiedenis. Dat komt omdat de reeks gebeurtenissen die het hebben gevormd uniek lijkt: een botsing op volle snelheid van twee continentale platen.

Het verhogen van het Tibetaanse plateau

Bijna 100 miljoen jaar geleden scheidde India zich van Afrika toen het supercontinent Gondwanaland uit elkaar ging. Van daaruit bewoog de Indische plaat naar het noorden met snelheden van ongeveer 150 millimeter per jaar - veel sneller dan welke plaat tegenwoordig ook beweegt.

De Indische plaat bewoog zo snel omdat hij uit het noorden werd getrokken terwijl de koude, dichte oceanische korst die deel uitmaakte van de Aziatische plaat werd onderworpen. Zodra je dit soort korst begint te onderwerpen, wil het snel zinken (zie zijn huidige beweging op deze kaart). In het geval van India was deze "slab pull" extra sterk.

Een andere reden kan zijn "nokduw" vanaf de andere rand van de plaat, waar de nieuwe, hete korst wordt gecreëerd. Nieuwe korst staat hoger dan de oude korst en het hoogteverschil resulteert in een helling naar beneden. In het geval van India kan de mantel onder Gondwanaland bijzonder heet zijn geweest en de nok ook sterker geduwd dan normaal.

Ongeveer 55 miljoen jaar geleden begon India direct in het Aziatische continent te ploegen. Wanneer nu twee continenten samenkomen, kan geen van beide worden onderworpen aan de andere. Continentale rotsen zijn te licht. In plaats daarvan stapelen ze zich op. De continentale korst onder het Tibetaanse plateau is de dikste ter wereld, gemiddeld zo'n 70 kilometer en op sommige plaatsen 100 kilometer.

Het Tibetaanse plateau is een natuurlijk laboratorium om te bestuderen hoe de korst zich gedraagt ​​tijdens de uitersten van de platentektoniek. De Indische plaat heeft bijvoorbeeld meer dan 2000 kilometer Azië binnengeduwd en beweegt nog steeds met een goede clip naar het noorden. Wat gebeurt er in deze botszone??

Gevolgen van een super dikke korst

Omdat de korst van het Tibetaanse plateau tweemaal de normale dikte heeft, ligt deze massa lichtgewicht rots enkele kilometers hoger dan gemiddeld door eenvoudig drijfvermogen en andere mechanismen.

Vergeet niet dat de granietrotsen van de continenten uranium en kalium vasthouden, die "onverenigbare" warmte-producerende radioactieve elementen zijn die niet mengen in de onderliggende mantel. Zo is de dikke korst van het Tibetaanse plateau ongewoon heet. Deze warmte zet de rotsen uit en helpt het plateau nog hoger te drijven.

Een ander resultaat is dat het plateau vrij vlak is. De diepere korst lijkt zo heet en zacht dat hij gemakkelijk stroomt, waardoor het oppervlak boven zijn niveau blijft. Er zijn aanwijzingen dat er veel rondsmelt in de korst, wat ongebruikelijk is omdat hoge druk de neiging heeft te voorkomen dat rotsen smelten.

Action at the Edges, Education in the Middle

Aan de noordkant van het Tibetaanse plateau, waar de continentale botsing het verst reikt, wordt de korst opzij geduwd naar het oosten. Dit is de reden waarom de grote aardbevingen daar staking-slip evenementen zijn, zoals die op de San Andreas fout van Californië, en geen aardbevingen zoals die op de zuidkant van het plateau. Dat soort vervorming gebeurt hier op een uniek grote schaal.

De zuidelijke rand is een dramatische zone van stuwkracht waar een wig van continentale rots meer dan 200 kilometer diep onder de Himalaya wordt geschoven. Terwijl de Indiase plaat naar beneden wordt gebogen, wordt de Aziatische kant omhoog geduwd in de hoogste bergen op aarde. Ze blijven stijgen met ongeveer 3 millimeter per jaar.

Zwaartekracht duwt de bergen naar beneden terwijl de diep ingetogen rotsen omhoog duwen en de korst op verschillende manieren reageert. Beneden in de middelste lagen verspreidt de korst zich zijwaarts langs grote fouten, zoals natte vissen in een stapel, die diepgewortelde rotsen blootleggen. Bovenop waar de rotsen stevig en bros zijn, vallen aardverschuivingen en erosie de hoogten aan.

De Himalaya is zo hoog en de moessonregen daarop zo groot dat erosie een woeste kracht is. Sommige van 's werelds grootste rivieren voeren het Himalaya-sediment naar de zeeën die India flankeren en bouwen' s werelds grootste vuilstapels in onderzeese fans.

Opstanden uit de diepte

Al deze activiteit brengt ongebruikelijk snel diepe rotsen naar de oppervlakte. Sommige zijn dieper dan 100 kilometer begraven, maar zijn snel genoeg opgedoken om zeldzame metastabiele mineralen zoals diamanten en coesiet (kwarts onder hoge druk) te behouden. Granieten vormen tientallen kilometers diep in de korst en zijn na slechts twee miljoen jaar blootgesteld.

De meest extreme plaatsen op het Tibetaanse plateau zijn de oostelijke en westelijke uiteinden - of syntaxis - waar de berggordels bijna dubbel gebogen zijn. De geometrie van de botsing concentreert zich erosie, in de vorm van de Indus-rivier in de westelijke syntaxis en de Yarlung Zangbo in de oostelijke syntaxis. Deze twee machtige stromen hebben de afgelopen drie miljoen jaar bijna 20 kilometer korst verwijderd.

De korst eronder reageert op dit ontroeren door omhoog te stromen en te smelten. Dus leidend tot de grote bergcomplexen stijgen in de Himalaya syntaxes-Nanga Parbat in het westen en Namche Barwa in het oosten, die 30 millimeter per jaar stijgt. Een recent artikel vergeleek deze twee syntaxiale opwellingen met uitstulpingen in menselijke bloedvaten - 'tektonische aneurysma's'. Deze voorbeelden van feedback tussen erosie, opheffing en continentale botsing zijn misschien wel het mooiste wonder van het Tibetaanse plateau.