Gebergtevorming en platentektoniek in Middellandse Zeegebied voor het eerst integraal onderzocht

Weinig streken op aarde zijn geologisch gezien zo complex als het Middellandse Zeegebied. De ontstaansgeschiedenis van de gebergtes en zeeën in het gebied is nu voor het eerst integraal gereconstrueerd. Daarvoor hebben geologen uit verschillende landen tien jaar lang alle gebergtes van Spanje tot Iran in detail uitgeplozen. Het onderzoek, gecoördineerd vanuit de Universiteit Utrecht, laat zien hoe een stuk continentale korst ter grootte van Groenland dat van Noord-Afrika losgescheurd was, onder Zuid-Europa de aardmantel in is gedoken. “Vergeet Atlantis. Zonder dat ze het doorhebben gaan massa’s toeristen jaarlijks op vakantie naar het verdwenen continent Groot-Adrië.”

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het prestigieuze vaktijdschrift Gondwana Research. “De meeste bergketens die we onderzochten zijn afkomstig van één continent, dat zo’n 240 miljoen jaar geleden van Noord-Afrika afscheurde.” Aan het woord is hoofdonderzoeker Douwe van Hinsbergen, hoogleraar Mondiale Tektoniek en Paleogeografie bij het departement Aardwetenschappen van de Universiteit Utrecht. “Het enige wat er nu nog intact is, is een strook die loopt van Turijn via de Adriatische Zee naar de hak van de laars die Italië is.” Dat gebied was onder geologen al bekend als “Adrië”. Van Hinsbergen doopte het verdwenen continent daarom “Groot-Adrië”.

Afschraapsels

Het grootste deel van dit continent lag onder water en vormde ondiepe, tropische zeeën waarin sedimenten zich afzetten, bijvoorbeeld in grote koraalriffen. Vooral deze sedimentaire gesteenten zijn bij het onderduiken van de rest van de continentale korst afgeschraapt. Die afschraapsels vormen nu de Apennijnen, delen van de Alpen, de Balkan, Griekenland en Turkije.

Puinhoop

Het Middellandse Zeegebied is geologisch een van de meest complexe streken op aarde. De platentektoniek, de theorie die de vorming van continenten en oceanen verklaart, gaat ervanuit dat de verschillende aardplaten intern niet vervormen wanneer ze ten opzichte van elkaar bewegen langs grote breukzones, maar in het Middellandse Zeegebied, en vooral in Turkije, is dat niet zo. “Noem het gerust een geologische puinhoop: alles gaat er de bocht om of duikt onder elkaar door. Vergeleken daarbij is bijvoorbeeld de Himalaya een vrij simpel stelsel. Daar kun je een paar grote breuklijnen over meer dan 2000 km vervolgen.”

Noem het Middellandse Zeegebied gerust een geologische puinhoop

Versnipperd

De reconstructie was een samenwerking tussen geologen uit Utrecht, Oslo en Zürich. Waarom duurde het zo lang? Van Hinsbergen: “Je hebt hier niet alleen te maken met een groot gebied, het ligt ook nog eens verspreid over meer dan dertig landen, ieder met hun eigen geologische dienst, hun eigen kaarten en hun eigen ideeën over de ontstaansgeschiedenis. Onderzoek houdt er vaak op bij de landsgrenzen. Het gebied is dus niet alleen in geologisch opzicht versnipperd.”

Voorspellen

Met hun reconstructie van het verdwenen Groot-Adrië leveren de geologen een flinke bijdrage aan de fundamentele kennis over gebergtevorming. “Subductie, het wegduiken van de ene plaat onder de andere, is de basale manier waarop bergketens ontstaan. Ons onderzoek heeft flink wat inzichten opgeleverd, ook over vulkanisme en aardbevingen, die we ook elders al toepassen. Je kunt zelfs in zekere mate voorspellen hoe een bepaald gebied er in de verre toekomst bij ligt.” Op de meer korte termijn zijn er ook economische aspecten verbonden aan het onderzoek. “Bijna alle ertsen die we tegenwoordig gebruiken, tref je aan in het onderzochte gebied. En ook hier zie je weer die versnippering, juist door de geologische processen die we hebben bekeken. Dan is het handig om te weten welke delfstoffen je waar kunt aantreffen.”

Lagen afpellen

Voor de reconstructie van dit gebied maakten de geologen, als eersten, gebruik van de geavanceerde GPlates platenreconstructiesoftware. “En dat begon met handwerk: het invoeren van duizenden gegevens uit de literatuur die iets zeggen over bewegingen in de aarde: breuklijnen en magnetisme dat opgeslagen ligt in gesteenten. Daarmee maken we onze methode eenvoudig reproduceerbaar en is de reconstructie onafhankelijk van allerlei andere fenomenen die we ermee proberen te begrijpen, zoals vulkanisme, ertsvorming, of biologische evolutie. Vervolgens zijn we laag voor laag het gebied gaan afpellen, steeds verder terug in de tijd tot aan het begin van het Trias, zo’n 240 miljoen jaar geleden, toen Groot-Adrië als apart continent begon te ontstaan. Dat afpellen is de enige manier om de vorm en grootte van het continent en de omliggende diepe oceanen van de voorbije periode in kaart te brengen. Daaruit rees het beeld van Groot-Adrië, en nog een aantal kleinere continentale blokken, die nu bijvoorbeeld delen van Roemenië, Noord-Turkije of Armenië vormen. De gedeformeerde resten van de bovenste paar kilometer verloren continent kunnen we nog zien in de gebergten. De rest van het continentale stuk plaat, dat zo’n 100 km dik was, is onder Zuid-Europa gedoken, de aardmantel in, waar we het nog op kunnen sporen met seismische golven tot op een diepte van wel 1500 km.”

Douwe van Hinsbergen, Trond Torsvik, Stefan Schmid, Liviu Maţenco, Marco Maffione, Reinoud Vissers, Derya Gürer, Wim Spakman, ‘Orogenic architecture of the Mediterranean region and kinematic reconstruction of its tectonic evolution since the Triassic’, Gondwana Research (2019), https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.07.009.