Wat is eenphioliet?

De vroegste geologen waren verbaasd over een merkwaardige verzameling rotstypes in de Europese Alpen als niets anders te vinden op het land: lichamen van donkere en zware peridotiet geassocieerd met diepgewortelde gabbro, vulkanische rotsen en lichamen van serpentiniet, met een dunne dop van diepe- zee sedimentaire rotsen.

In 1821 noemde Alexandre Brongniart deze assemblage ophiolite ("slangensteen" in het wetenschappelijk Grieks) naar zijn onderscheidende blootstellingen van serpentiniet ("slangensteen" in wetenschappelijk Latijn). Gebroken, veranderd en bekritiseerd, met bijna geen fossiel bewijs tot op heden, waren ophiolieten een koppig mysterie totdat platentektoniek hun belangrijke rol onthulde.

Zeebodem Herkomst van Ophiolites

Honderdvijftig jaar na Brongniart gaf de komst van de platentektoniek ophiolieten een plaats in de grote cyclus: het lijken kleine stukjes oceanische korst te zijn die aan de continenten zijn gehecht.

Tot het diepzeeboorprogramma in het midden van de 20e eeuw wisten we niet precies hoe de zeebodem is gebouwd, maar toen we dat eenmaal deden, was de gelijkenis met ophiolieten overtuigend. De zeebodem is bedekt met een laag diepzeeklei en kiezelachtig slijk, dat dunner wordt naarmate we de ruggen van de oceaan bereiken. Daar wordt het oppervlak onthuld als een dikke laag kussen basalt, zwarte lava barstte los in ronde broden die zich vormen in het diepe koude zeewater.

Onder het kussenbasalt bevinden zich de verticale dijken die het basaltmagma naar de oppervlakte voeren. Deze dijken zijn zo overvloedig dat op veel plaatsen de korst niets anders is dan dijken, die als plakken in een brood liggen. Ze vormen zich duidelijk in een spreidend centrum zoals de mid-oceanische rug, waar de twee kanten zich voortdurend uit elkaar verspreiden waardoor magma tussen hen in kan opstijgen. Lees meer over uiteenlopende zones.

Onder deze "gelaagde dijkcomplexen" bevinden zich lichamen van gabbro, of grofkorrelige basaltsteen, en daaronder bevinden zich de enorme lichamen van peridotiet die de bovenste mantel vormen. Het gedeeltelijke smelten van peridotiet is wat aanleiding geeft tot de bovenliggende gabbro en basalt (lees meer over de aardkorst). En wanneer hete peridotiet reageert met zeewater, is het product de zachte en gladde serpentiniet die zo vaak voorkomt in ophiolieten.

Deze gedetailleerde gelijkenis leidde geologen in de jaren zestig tot een werkhypothese: ophiolieten zijn tektonische fossielen van de oude diepe zeebodem.

Ophiolite verstoring

Ophiolites verschillen op een aantal belangrijke manieren van intacte zeebodemkorst, met name omdat ze niet intact zijn. Ophiolieten worden bijna altijd uit elkaar gebroken, dus de peridotiet, gabbro, damwanden en lavalagen stapelen zich niet mooi op voor de geoloog. In plaats daarvan worden ze meestal verspreid over bergketens in geïsoleerde lichamen. Als gevolg hiervan hebben zeer weinig ophiolieten alle delen van de typische oceanische korst. Bedekte dijken ontbreken meestal.

De stukken moeten nauwgezet met elkaar gecorreleerd zijn met behulp van radiometrische datums en zeldzame blootstellingen van de contacten tussen gesteentetypes. Beweging langs fouten kan in sommige gevallen worden geschat om aan te tonen dat afzonderlijke stukken ooit waren verbonden.

Waarom komen ophiolieten voor in bergbanden? Ja, dat is waar de ontsluitingen zijn, maar bergbanden markeren ook waar platen tegen elkaar zijn botst. Het voorkomen en de verstoring kwamen beide overeen met de werkhypothese van de jaren zestig.

Wat voor zeebodem?

Sindsdien zijn er complicaties ontstaan. Er zijn verschillende manieren waarop platen op elkaar kunnen reageren en het lijkt erop dat er verschillende soorten ophioliet zijn.

Hoe meer we ophiolieten bestuderen, hoe minder we ervan kunnen uitgaan. Als er geen beschoten dijken kunnen worden gevonden, kunnen we ze niet afleiden alleen omdat ophiolieten ze zouden moeten hebben.

De chemie van veel ophiolietrotsen komt niet helemaal overeen met de chemie van mid-oceanische nokrotsen. Ze lijken meer op de lava's van eilandbogen. En dateringsstudies toonden aan dat veel ophiolieten het continent slechts een paar miljoen jaar na hun vorming werden binnengedrongen. Deze feiten wijzen op een subductiegerelateerde oorsprong voor de meeste ophiolieten, met andere woorden in de buurt van de kust in plaats van de oceaan. Veel subductiezones zijn gebieden waar de korst is uitgerekt, waardoor nieuwe korst zich op vrijwel dezelfde manier kan vormen als in de midocean. Daarom worden veel ophiolieten specifiek "supra-subductiezone ophiolieten" genoemd.

A Growing Ophiolite Menagerie

Een recent overzicht van ophiolieten stelde voor ze in zeven verschillende typen te classificeren:

1. Ophiolieten van het Ligurische type vormden zich tijdens de vroege opening van een oceaanbekken zoals de Rode Zee van vandaag.
2. Mediterrane type ophiolieten gevormd tijdens de interactie van twee oceanische platen zoals de huidige Izu-Bonin-voorarm.
3. Ophiolieten van het Sierran-type vertegenwoordigen complexe geschiedenissen van eilandboogverleiding zoals de huidige Filippijnen.
4. Ophiolieten van het Chileense type vormden zich in een zone met achterwaartse boogspreiding zoals de Andaman Zee van vandaag.
5. Ophiolieten van het Macquarie-type gevormd in de klassieke bergrug midden in de oceaan, zoals het hedendaagse Macquarie-eiland in de Zuidelijke Oceaan.
6. Caraïbische type ophiolieten vertegenwoordigen de subductie van oceanische plateaus of grote stollingsprovincies.
7. Ophiolieten van het Franciscaanse type zijn aangegroeide stukjes oceanische korst die van de onderworpen plaat op de bovenste plaat zijn geschraapt, zoals vandaag in Japan.

Zoals zoveel in de geologie, begonnen ophiolieten eenvoudig en worden steeds complexer naarmate de gegevens en theorie van de platentektoniek verfijnder worden.