Smeltend landijs veroorzaakt diepe breuken in aardkorst

De diverse continenten hebben alle een massieve, statische kern. Deze precambrische schilden bestaan uit gesteenten van zeer hoge ouderdom en zijn tektonisch gekenmerkt door een grote mate van rust: plooiing en breukvorming als gevolg van aardbevingen komen er nauwelijks voor. In Europa bevindt zich een dergelijk gebied in het noordwesten, het Baltische Schild.

De tektonische rust in dit gebied, die enkele honderden miljoenen jaren had geduurd, werd verstoord tijdens het IJstijdvak. De opeenvolgende ijstijden leidden tot de vorming van enorme landijskappen, die in de tussenliggende interglacialen weer geheel of gedeeltelijk afsmolten. Het gewicht van een kilometersdikke ijskap is zo groot dat daardoor de aardkorst plaatselijk naar beneden wordt gedrukt (in de zone voor de ijskap komt de aardkorst daarentegen juist, als compensatie, iets omhoog). Bij het afsmelten van het ijs gebeurt het omgekeerde.

Tot nu toe werd aangenomen dat deze isostatische bewegingen van de aardkorst heel geleidelijk plaatsvonden. Ze blijken nu echter (althans voor een deel) samen te hangen met aardbevingen waarbij breuken werden gevormd. Dit geldt in ieder geval voor het gedrag van de aardkorst op het einde van de laatste ijstijd en het begin van de tijd daarna (8500-8000 jaar geleden), toen de aardkorst zich ter plaatse weer omhoog bewoog nadat het landijs begonnen was af te smelten.

Onderzoek van een van deze breuklijnen door een Zweeds seismoloog heeft een aantal onverwachte bevindingen opgeleverd (Science, 1 november). De belangrijkste daarvan is dat veel van de ook nu nog frequent plaatsvindende kleine aardbevingen die hun epicentrum in de breukzone hebben liggen, een diepgelegen hypocentrum hebben: ze zijn verspreid over de totale dikte (circa 40 km) van het Baltische Schild. Geologen en geofysici namen tot nu toe aan dat het gesteente in de precambrische schilden onder een diepte van zo'n 20 km plastisch reageerde, onder invloed van de daar heersende hoge druk en temperatuur. Nu blijkt dat gesteenten ook op die diepte elastisch gedrag kunnen vertonen, waarbij breukvorming kan optreden.

Uit de materiaalkunde is bekend dat ook elastische materialen breukgedrag kunnen vertonen. Daarvoor is een zeer snelle verandering van de omgevingsparameters (bijvoorbeeld een plotseling uitgeoefende kracht) nodig. Bekend is ook dat het afsmelten van de ijskap boven het Baltisch Schild na de laatste ijstijd geologisch snel plaatsvond. Tussen 'geologisch snel' en 'fysisch snel' bestaat in het algemeen echter een groot verschil. Of zou dat verschil toch niet zo groot zijn als vaak wordt aangenomen?

    • A.J. van Loon