Streven. Jaargang 26

[p. 1043]

En tòch bewegen ze... de continenten
Henk Jans

Bekend is de helaas slechts legendarische uitspraak: ‘en toch beweegt ze (de aarde)’ (‘eppur’ si muove’), die Galilei met koppige trots dadelijk na zijn veroordeling... gefluisterd zou hebben. Onze zakelijke twintigste eeuw heeft de Duitse geograaf Alfred Wegener (1880-1930) nooit zulk een dramatisch protest in de mond gelegd. Toen hij in 1930 op een wetenschappelijke expeditie op Groenland om het leven kwam, was zijn theorie van de verschuiving van de continenten met grote stelligheid veroordeeld, dit keer niet door theologische maar door de heersende wetenschappelijke instanties. Dat vindt men blijkbaar niet zo erg. Sinds 1912 had Wegener de wetenschappelijke wereld in beroering gebracht door zijn gedurfde hypothese van de bewegende en de inderdaad zich-bewogen-hebbende continenten. Op ongelooflijk korte tijd waren voor- en tegenstanders in twee verbitterde kampen verdeeld. Binnen een paar decennia hadden de tegenstanders de nieuwe theorie definitief veroordeeld op grond van, althans in hun opvatting, onweerlegbare, zuiver wetenschappelijke argumenten. Zij wisten de ondeugdelijkheid van Wegeners theorie ook aan de sympathisanten ervan op te dringen, die ze slechts node afvielen. De Franse geoloog Pierre Termier vreesde wel even voor een modern Galilei-geval: ‘Ik vermoed’, schreef hij in 1925, ‘dat Wegeners laatste antwoord op alle kritiek en bezwaren het woord van Galilei zal zijn: en toch bewegen ze’. Maar ook hij had zich, met voelbare spijt, aan het verdict van de wetenschap onderworpen: ‘Zijn theorie is een mooie en grootse droom, de droom van een groot dichter’. Deze goed bedoelde waardering was natuurlijk alles behalve een aanbeveling voor een theorie die wetenschappelijke pretenties had. ‘De droom van een groot dichter’ klonk meer als een blaam, en dit was dan ook de appreciatie die in wetenschappelijke kringen tientallen jaren lang de bovenhand behield. De visionair Wegener had te weinig rekening gehouden met een aantal feiten die onomstootbaar vast stonden.

De vraag naar het wàt

Wat was de kern van Wegeners gedurfde hypothese? De huidige verdeling

[p. 1044]

van de continenten zou het resultaat zijn van een meer dan 200 miljoen jaar oude evolutie. Tevoren zouden zij een nagenoeg gesloten blok hebben gevormd, dat in verschillende ‘schollen’ uiteen was gevallen, die zelf in verschillende richtingen en met verschillende snelheden van elkaar waren weg ‘gedreven’, desgevallend tegen elkaar waren opgebotst.

Wegeners argumenten voor deze ongehoord nieuwe visie waren van drieërlei aard. Het geografische argument kreeg - jammer genoeg - vanwege het grote publiek de meeste, vaak de enige aandacht, ofschoon Wegener zelf het niet als het belangrijkste beschouwde. Het ging hier om de in alle schoolboeken gepopulariseerde constatering, dat de kustlijnen van Zuid-Amerika en Afrika in elkaar lijken te passen als de stukken van een legpuzzel. Wegener erkende volmondig dat dit feit reeds anderen vóór hem was opgevallen: Francis Bacon reeds in 1608, Alexander von Humboldt en Antonio Snider (La création et ses mystères devoilés, Parijs, 1858), in de 19e eeuw, F.B. Taylor in 1908. Wegener beschouwde dit fenomeen eerder als een aanleiding tot zijn nieuwe idee dan als een doorslaggevend argument ervoor. Er viel immers op dit argument heel wat aan te merken.

Alle huidige kustlijnen zijn een vrij toevallige en voorlopige grenslijn tussen water en land, die niet zonder meer geïdentificeerd mag worden met de - volgens de hypothese zelf - miljoenen jaren oude ware begrenzing van de continenten als zodanig. In een ver en een nabij geologisch verleden hebben vele kustlijnen talloze malen een zeer wisselend verloop gekend. Bij nader toezien blijken alle continenten onder het zeespiegelniveau door te lopen en omgeven te zijn door een min of meer brede, ondiepe zone, met zwakke helling (continentaal plateau of ‘plat’ genoemd), die op een diepte van ongeveer 200 m langs een veel steilere (de continentale) helling naar de diepzee overgaat. (Dit continentaal plat heeft ondertussen een heel belangrijke economische én politieke betekenis gekregen, daar elke natie het recht opeist op zíjn plat de eventuele petroleum- en aardgasvoorraden uit te baten). De onopgeloste vraag was dus: hoe zal de legpuzzel eruit zien, als we de continenten mét hun platten in elkaar proberen te passen? Laten wij maar dadelijk zeggen dat de jongste resultaten van dit onderzoek (gesteund op een betere kennis van de continentale plateaus en op computertechnieken) de geldigheid van de legpuzzelhypothese volledig hebben bevestigd. Veel belangrijker waren voor Wegener de argumenten van paleoclimatologische en paleontologische aard. De paleoclimatologie tracht, door de studie van bepaalde karakteristieken van de gesteenten, enig idee te krijgen omtrent het type van klimaat dat op een bepaalde plaats en op een bepaald tijdstip van het geologisch verleden geheerst moet hebben. Zo zijn b.v. sommige sedimentatieverschijnselen die ontstaan zijn gedurende een ijstijd, bijzonder karakteristiek. Dergelijke gesteenten waren ontdekt in het Carboon

[p. 1045]

van Zuid-Amerika, Afrika, India en Australië. Het in geologische termen gelijktijdig voorkomen van deze sedimenten in gebieden die thans op zulke verschillende breedte gelegen zijn (behorend tot de antarctische, gematigde, subtropische en tropische klimaatgordels), stelde een welhaast onoplosbaar probleem, tenzij we met Wegener aannemen dat deze gebieden, op het moment zelf van de ijstijd (meer dan 300 miljoen jaar geleden) veel dichter bij elkaar en rond een aardpool geschaard lagen.

Nauw verwant met het paleoclimatologische argument, maar nog beduidend rijker aan informatie waren de overwegingen van paleontologische aard. Men is gaandeweg beter gaan beseffen door welke grote mechanismen de evolutie en de verspreiding van de verschillende levensvormen op het aardoppervlak worden beheerst. Een landfauna en -flora worden in haar geografische verspreiding gehinderd door haar gebondenheid aan een bepaald klimaattype én door de aanwezigheid van vrij uitgestrekte zeeën. Hetzelfde geldt voor zoetwatervissen en de meeste amphibieën en reptielen. Omgekeerd worden zeebewonende dieren en planten in hun verspreiding gehinderd door landbarrières of te grote afstanden over de open oceaan. Men merkt dan ook dat soorten of groepen die aanvankelijk een gemeenschappelijke oorsprong hebben, door de geografische isolatie steeds meer van elkaar gaan verschillen, en dat deze verschillen des te aanzienlijker worden naarmate de afscheiding ouder is, al blijft ook dan nog hun onderlinge verwantschap duidelijk aanwijsbaar. Een andere consequentie van deze mechanismen is, dat groepen die in één gebied tot ontwikkeling komen, er nooit in slagen door te dringen tot andere gebieden die reeds geografisch geïsoleerd zijn. Daar kunnen dan bepaalde groepen zich, door gebrek aan competitie, in stand houden, terwijl ze elders verdwenen zijn. Herinneren we slechts aan de gevarieerde buideldierenfauna die op het geïsoleerde Australische continent aan de fatale competitie met de andere zoogdieren wist te ontsnappen. Alleen dus door in detail de migratiemogelijkheden en -onmogelijkheden van fauna en flora in verschillende perioden van het geologisch verleden na te gaan, kan men enig inzicht verkrijgen in de uiterst complexe feitelijke verdeling van de levensvormen op aarde. Ten tijde van Wegener was de onloochenbare verwantschap van plantenen dierensoorten in bepaalde afzettingen van Brazilië en Afrika, India en Australië reeds bekend. Vóór Wegener zijn hypothese van de continentenverschuiving formuleerde, zagen de paleontologen zich verplicht - en ze deden het ook - reusachtige, hypothetische continenten te ontwerpen en te tekenen. Beroemd en berucht was juist het Gondwanacontinent, dat gewoon heel Brazilië, Zuid-Afrika, India en een deel van Australië omvatte. Het grootste deel van dit continent zou ondertussen ter plaatse in de aardkorst weggezonken zijn, zonder een spoor achter te laten. Wegener vond

[p. 1046]

deze ‘oplossing’ ronduit onmogelijk, en in ieder geval veel onwaarschijnlijker dan zíjn hypothese. Wanneer wij verwante, en meer nog, dezelfde soorten in thans ver uit elkaar liggende gebieden aantreffen, dan is dat volgens hem een aanwijzing dat deze gebieden ooit veel hechter met elkaar verbonden waren. Treffen wij daarentegen zeer onderscheiden fauna's en flora's aan in gebieden die thans relatief dicht bij elkaar liggen, dan is dat een aanduiding dat ze pas vrij laat, na een lange gescheiden ontwikkeling zo dicht in elkaars buurt zijn gekomen.

De paleoclimatologische en paleontologische argumenten van Wegener werden door zijn tegenstanders vaak zonder meer geïgnoreerd en zeker nooit op afdoende wijze ontzenuwd. Talloze nieuwe fossiele vondsten en correlaties hebben het algemene beeld van de hier geschetste mechanismen tot op vandaag uitermate versterkt.

De vraag naar het hoe

Er werd evenwel van Wegener nog meer verlangd, en zelf vroeg hij niet beter: hij zou niet alleen aantonen dát er een ingrijpende wijziging in de spreiding van de continenten had plaatsgehad, hij zou ook nog zeggen hoe dat gebeurd was, welke bekende mechanismen en krachten de verschuiving konden verklaren. Uiteraard kon ook hij zich slechts beroepen op de toenmalige wetenschap over de fysische constitutie van de aarde en de bekende dynamismen van de aardrotatie en de getijdenwerking.

Het seismologisch onderzoek had toen reeds de schalenstructuur van de aarde aangetoond. Het inwendige van de aarde blijkt uit concentrische, opeenvolgende lagen te bestaan, die variëren in dikte, dichtheid en elastische eigenschappen. Het grensvlak tussen deze lagen blijkt vaak zeer scherp te zijn en over grote afstanden op dezelfde diepte voor te komen. Uit de gemeten elastische verschillen werd geïnduceerd dat de vaste aardkorst zou rusten op een vloeibare of alleszins plastische aardmantel. Maar de aardkorst zelf, die rechtstreeks geobserveerd kan worden, bleek een wezenlijk verschillende samenstelling te hebben op de continenten en de oceaanbodems: terwijl de continenten overwegend uit lichter (‘granitisch’) gesteente opgebouwd zijn, bestaat de oceaanbodem uit zwaardere (‘basaltische’) gesteenten. Bovendien zijn de lichtere continenten gemiddeld 40 (en vaak nog meer) km dik, terwijl de zwaardere oceaanlagen tamelijk uniform 5 tot 6 km dik zijn.

Daaruit ontstond dan het isostasie-begrip door een eenvoudige toepassing van het bekende principe van Archimedes (een lichter lichaam komt slechts tot evenwicht in een zwaardere vloeistof, als het er net zo diep in wegzinkt dat het gewicht van de verplaatste vloeistof precies het gewicht

[p. 1047]

van het vaste lichaam compenseert). Men constateerde inderdaad dat de beroemde ‘discontinuïteit van Mohorovicic’ (de plotselinge overgang van de oceaanbasalt naar de aardmantel) in de oceanen slechts 11 km onder het zeespiegelniveau ligt, terwijl ze onder de continenten tientallen kilometers dieper ligt. De lichtere en dus veel dikkere continenten ‘drijven’ dus blijkbaar op de zwaardere basalt en liggen tegelijk veel dieper in de aardmantel ondergedoken. Tot zo ver was men het ongeveer eens. Maar Wegener ging wat overijld te werk, toen hij de continenten dan maar ineens ging beschrijven als starre vlotten die op een vloeibare onderlaag hun lange reis konden beginnen. De geofysici gingen de werkelijke elastische eigenschappen van de basalt nameten en kwamen tot de conclusie dat de analogie vast-vloeibaar met continent-basalt duidelijk overtrokken was.

Wegener was nog verder gegaan. Hij meende ook de krachten te kunnen aanwijzen die de continenten in beweging hadden gezet. Door de rotatie van de aarde om haar eigen as zou de zgn. poolvlucht van de continenten zijn ontstaan: de middelpuntvliedende kracht doet beweeglijke oppervlakte-elementen inderdaad zich naar de evenaar toe verplaatsen; de lichtjes afgeplatte vorm van de aardbol, die meetbaar is, is trouwens aan deze kracht toe te schrijven. Daarnaast schreef Wegener de westwaarts gerichte beweging (zoals tussen Amerika en Eurafrika) toe aan de aantrekking van de maan. De getijdenwerking remt inderdaad de rotatiesnelheid van de aarde af; aangezien deze werking intenser is rond de uitpuilende continenten, zouden deze nog meer worden afgeremd en tegenover de van West naar Oost verlopende rotatie van de aarde ‘achter’-blijven. Ongelukkig voor Wegener echter kon door berekening worden aangetoond, dat deze twee krachten (rotatie en getijden) veel te gering zijn om een verschuiving van continenten te kunnen verklaren. De poolvlucht zou nog veel meer tijd hebben gevergd en de getijdenwerking zou zo krachtig moeten zijn, dat ze de aarde zelf tot stilstand zou hebben gebracht.

De onvermijdelijke impasse

Voorzover we weten, heeft Wegener zich door deze gegronde kritieken nooit volledig laten ontwapenen. Zijn laatste tocht naar Groenland had de uitdrukkelijke bedoeling door metingen aan te tonen dat de continentenverschuiving nog steeds aan de gang is, en dat men dus in ieder geval maar naar een betere verklaring dan de zijne moest blijven zoeken. De overgrote meerderheid van de geofysici en na hen ook van de geologen verwierpen echter, mét Wegeners voorbarige verklaringspogingen, ook de mogelijkheid zelf van een verschuiving van continenten.

Nu is het voor de vooruitgang van een wetenschap natuurlijk belangrijk en

[p. 1048]

nuttig, dat een wetenschappelijk onhoudbare verklaring ontmaskerd wordt, ook al kan men er voorlopig niets anders voor in de plaats stellen: veel tijd, energie én vernuft wordt bespaard als men niet verder hoeft te zoeken in een richting die zeker verkeerd is. Maar iets heel anders - en bedenkelijk voor de wetenschap - is het, de argumenten die pleiten voor de mogelijkheid van een feit, te ignoreren of irrelevant te verklaren, omdat een bepaalde verklarende hypothese vals blijkt te zijn. Juist dat is Wegeners theorie overkomen. De ‘exactere’ geofysica liet zich niet imponeren door de complexe en moeilijk definieerbare componenten van de paleontologische en paleoclimatologische overwegingen. Wat meer is, door de als superieur ervaren autoriteit van de geofysica lieten de paleontologen zich ertoe overhalen Wegeners theorie definitief te laten varen: zij konden zich niet langer met deze ongerijmdheid blameren.

Dit bracht de paleontologen, die met hun heel reële problemen opgescheept bleven zitten, in een heel onverkwikkelijke situatie. Op één punt waren de geofysici het met Wegener eens: dat de oude hypothetische continenten, met hun lichtere massa, gewoon ter plaatse in de zwaardere onderlagen zouden zijn verzwolgen zonder een spoor achter te laten, dát was duidelijk niet te verzoenen met het isostasieprincipe. Zo is b.v. het Scandinaafse vasteland onder het gewicht van de ijskap verschillende honderden meters gedaald, maar sinds het smelten van de ijskap spontaan weer honderden meters omhooggerezen met een meetbare snelheid van 1 cm per jaar. En nu wordt ons verhaal lichtjes amusant. De impasse van de paleontologen was volledig, aangezien zowel de alomvattende hypothetische continenten als de hypothetische verschuiving van bestaande continenten fatsoenlijkheidshalve niet meer ‘toegelaten’ waren. Er bleef hun niets anders over dan een kunstgreep: tussen de bestaande, onwrikbare continenten, werden in verschillende geologische perioden zogenaamde ‘landbruggen’ ontworpen (én getekend!) waarlangs de migratie van landfauna's was geslaagd of waardoor die van zeefauna's was verhinderd. Sla je er opeenvolgende paleontologische werken op na, dan zie je die landbruggen gaandeweg bescheidener en smaller worden, zo smal tenslotte dat ook de meest onverzoenlijke geofysicus geen bezwaar meer kán hebben tegen het mogelijk spoorloos verdwijnen van dergelijke intercontinentale verbindingen. Op de vraag waarom de paleontologen zo lang en zo hardnekkig aan deze ‘ad hoc’ oplossing vasthielden, is maar één antwoord: de ánderen hadden hun geen andere mogelijkheid gelaten om met hun specifieke problemen in het reine te komen.

Eerlijkheidshalve moeten wij vermelden dat niet álle geofysici en geologen zich bij deze toestand hebben neergelegd. De Engelse geoloog A. Holmes, die in de jaren dertig zijn eigen convectie-theorie ontwierp, verklaarde nog

[p. 1049]

in 1944: ‘Het belangrijkste is niet, te bewijzen dat Wegeners verklaringen vals waren, maar na te gaan of er een relevante evidentie bestaat dát continentenverschuiving een mogelijk bewegingsproces op aarde is. Voorlopig kunnen wij met onze verklaringen best wachten, tot we beter weten wat er eigenlijk te verklaren valt’. Hoe weinig weerklank dergelijke pertinente opmerkingen vonden, moge blijken uit de conclusie waarmee een degelijk geologisch handboek (Brockhaus, Leipzig) in 1961 de hele discussie afsloot: ‘Zoveel mag nu als vaststaand worden beschouwd, dat men, op grond van geologische en geofysische overwegingen, met uitgebreide driftbewegingen van de continenten, zoals Wegener zich die voorstelde, nog nauwelijks rekenen mag’. Maar juist in 1960 was, vooral in de USA, het tij aan het keren gegaan, en dit keer waren het de geofysici die met steeds groter overtuiging de continenten in beweging brachten. Nieuwe technieken van oceanografisch en geofysisch onderzoek hadden door een vroeger nooit geëvenaarde massale toepassing het aantal gegevens enorm vergroot. De ontdekkingen op dit gebied, voor het grote publiek weinig spectaculair, kunnen beslist de vergelijking doorstaan met de doorbraak in de biologie door de ontdekking en de ontleding van het DNA.

De topografie van de oceaanbodems

De ultrasone echograaf, aan boord van een varend schip geïnstalleerd, registreert een continu reliëfprofiel van de oceaanbodem. De meting van het tijdsverloop tussen de uitzending en de ontvangst van de op de bodem weerkaatste ultrasone geluidsgolf maakt een nauwkeurige dieptebepaling mogelijk. Daarmee werd de topografie van de oceaanbodems voor het eerst werkelijk onthuld.

Een eerste opvallend kenmerk van de oceanen zijn de zgn. diepzee-ruggen: langgerekte verhogingen van de zeebodem, die als een netwerk van duizenden km lange bergketens haast de hele planeet omspannen. In de Atlantische Oceaan loopt een Midden-Atlantische zeerug ongeveer halfweg tussen het Amerikaanse continent en Europa en Afrika door, van de arctische tot de antarctische zone. De hoogste gedeelten ervan steken als lang bekende eilanden boven de zeespiegel uit, IJsland b.v. en de Azoren. Ver onder Afrika buigt deze zeerug af naar de Indische Oceaan. Nog verder splitst zich de Indische Centrale rug af, terwijl de Zuidoost-Aziatische rug verder doorloopt tot in de Stille Oceaan, als de Pacifisch-Antarctische rug; deze buigt tenslotte weer om naar het noorden, om als de Oost-Pacifische rug tot in Californië door te lopen. Al deze diepzeeruggen vertonen een zeer grillig reliëf en zijn door dwarse breuken in zijdelings opgeschoven massieven verdeeld. Deze breuken zijn in de Midden-Atlantische rug alle nage-

[p. 1050]

noeg Oost-West gericht. Op deze breukvlakken komen veel aardbevingen voor, waarvan de haarden tot ongeveer 70 km diep liggen. Elders in de zeerug zijn aardbevingen zeldzaam.

Een tweede niet minder opvallend kenmerk van de oceanische bodemprofielen zijn de diepzeetroggen: langgerekte (weer gaat het om duizenden km), smalle inzinkingen van de bodem, meer dan 6 km diep. In totaal zijn er zo een 17-tal bekend: de trog der Aleoeten voor Alaska, de trog voor de kusten van Peru en Chili, de Javaanse, Filippijnse en Japanse trog, om maar enkele voorbeelden te noemen. Ook in deze zones komen zeer veel aardbevingen voor, maar de haarden liggen hier veel dieper: naast diepten van 70 tot 300 km werden er zelfs van 700 km geregistreerd.

Het derde kenmerk van de oceaanbodems zijn de diepzeebekkens: zeer uitgestrekte, vlakke gebieden met opvallend weinig relief en een zeer geringe seismische activiteit. Lange tijd heeft men gevreesd dat de rust van de oceaanbekkens misschien bedrieglijk was: waarschijnlijk was onze informatie nog te gebrekkig. Maar het wordt steeds duidelijker dat de topografische structuren van de oceanen inderdaad veel eenvoudiger en overzichtelijker zijn dan de verwarrende veelvuldigheid van de continentale reliëfvormen. Het algemene beeld is dat van immense vlakke en rustige gebieden, begrensd door langgerekte, onderling verbonden diepzeeruggen (met ondiepe aardbevingen) en vaak aan de rand van de continenten gelokaliseerde diepzeetroggen (met zeer diepe aardbevingshaarden)¹.

1 Volledigheidshalve moet ik nog vermelden dat een heel belangrijke zone van meestal vrij ondiepe aardbevingen niet langs een diepzeetrog voorkomt. Deze zone loopt dwars door het gebied van de Middellandse zee, slingert om Iran heen en mondt uit onder het Himalayagebergte. Op de betekenis daarvan kom ik nog terug.

Samenstelling en eigenschappen van de oceaanbodem

Ook over de samenstelling van de oceaanbodem kwam men veel meer te weten. Men wist een groter aantal bodem- en boormonsters te verzamelen en ging nieuwe seismologische methodes toepassen. Men wacht niet langer aardbevingen af, maar verwekt zelf kleine ontploffingen, waarvan de energie zich als golven in de ondergrond voortplant; de registratie van die golven verschaft informatie over de dikte en de aard van de lagen die op verschillende diepten voorkomen.

De rechtstreekse waarneming leert ons dat alle diepzeeruggen uit een opeenhoping van geologisch zeer jong vulcanisch materiaal zijn opgebouwd. Ver buiten de ruggen ligt een laag, 100 tot 200 m dik, van min of meer geconsolideerde diepzeesedimenten (het bekende rode slik, diatomeeënslik, enz.). In de buurt van de ruggen kan een laag voorkomen van

[p. 1051]

ongeveer 2 km dikte, die uit een mengsel van vulcanisch materiaal en diepzeesedimenten bestaat. Ver buiten de ruggen en onder de lossere diepzeesedimenten ligt dan de vrij homogene, boven reeds vermelde oceaanbasaltlaag, die ongeveer 5 km dik is en die door de grens van Mohorovicic van de aardmantel is gescheiden. Men constateert dat onder de zone van Mohorovicic de snelheid van de seismische golven plotseling en aanzienlijk verandert. Daarom neemt men aan dat de aardmantel heel andere elastische eigenschappen moet vertonen dan de daarboven gelegen aardkorst. Diet en Hess voerden daarom in 1960 de benamingen in van de asthenosfeer die ligt onder de lithosfeer. Ofschoon de asthenosfeer niet als een vloeistof kan worden bestempeld, zouden de hoge temperaturen toch hersmeltingsprocessen en een zekere plasticiteit veroorzaken. De starre lithosfeer kan slechts in beweging komen omdat zij op en door de asthenosfeer wordt meegesleurd.

De ondiepe aardbevingshaarden blijken alle in de lithosfeer te liggen, waar spanningen, langs breukvlakken ontstaan, zich plotseling ontladen. De zeer diepe aardbevingshaarden komen in de asthenosfeer tot stand, waar relatief snelle en plastische bewegingen plaatsvinden.

Het paleomagnetisme als ogenopener

Het minste te voorzien was de revolutionaire bijdrage van het paleomagnetisch onderzoek. Zoals bekend worden vele stoffen door een uitwendig magnetisch veld zélf gemagnetiseerd. Worden ze beneden de eigen ‘Curietemperatuur’ afgekoeld, dan ondergaan ze zelf een remanente magnetisatie, die afhangt van een eigen karakteristieke functie, maar eveneens van de sterkte en de richting van het hun omgevend magnetisch veld. Gesteenten die lang geleden van een gesmolten naar een vaste toestand overgingen, werden bij hun afkoeling door het toen heersende aardmagnetische veld gemagnetiseerd. Als ze later niet meer aan een te hoge temperatuur zijn blootgesteld, zit het oude magnetisch veld in de gesteenten ‘ingevroren’. Men begon dus systematisch het paleomagnetisch karakter van de oceaanbodems te onderzoeken.

Met één klap werden twee belangrijke ontdekkingen gedaan. De eerste was, dat het aardmagnetisch veld in het verleden herhaalde keren, gedurende kortere of langere perioden, gewoon 180o was omgekipt; magnetische noord- en zuidpool verwisselden van plaats. En de tweede ontdekking was, dat deze herhaalde omkering van het aardmagnetisch veld teruggevonden werd aan beide zijden van de centrale diepzeeruggen, in volmaakt symmetrisch gelegen stroken, waarin het gesteente op identieke wijze gemagnetiseerd was. Tenslotte bleek dat dergelijke stroken des te verder van de cen-

[p. 1052]

trale diepzeerug verwijderd waren naarmate ze ouder waren. Met behulp van de radioactieve ‘klok’ kon worden berekend dat deze stroken zich van de centrale rug hadden verwijderd met een snelheid van enkele centimeters per jaar.

Hoe kunnen al deze gegevens worden gesynthetiseerd? Blijkbaar is langs de diepzeeruggen voortdurend nieuw en heet gesteente naar de oppervlakte omhooggestegen en heeft het bij zijn afkoeling het heersende aardmagnetische veld geregistreerd. Nieuw oprijzend heet gesteente heeft de centrale zone in twee stukken gesplitst, die zich zijdelings hebben verplaatst, in dezelfde richting als de veelvuldige dwarse breuken van de centrale rug. In de perioden waarin het aardmagnetische veld een omgekeerde richting had, hebben de toen gevormde gesteenten in de zeerug natuurlijk ook dit veld geregistreerd. De herhaling van dit proces voert dan tot de ons bekende structuur: een geologisch jonge diepzeerug, aan beide zijden omgeven door min of meer brede en evenwijdige stroken, met regelmatig wisselende magnetisatie en waarvan de oudste het verst van de centrale rug liggen.

Vele metingen hebben de coherentie van dit proces bevestigd: het kreeg de naam van seafloor-spreading: spreiding of uitbreiding van de zeebodem. De Atlantische Oceaan b.v. is dus blijkbaar vanaf een bepaald ogenblik steeds breder geworden, doordat langs een zwakke plek in de aardkorst onophoudelijk nieuw materiaal uit de asthenosfeer aan de lithosfeer werd toegevoegd en reeds bestaande stukken van de lithosfeer voor nieuwe zeebodem moesten wijken. Begint nu dit proces onder een reeds bestaand continent, dan zal dit continent in twee stukken uiteenvallen, die door de aangroeiende oceaanbodem steeds verder van elkaar verwijderd raken.

De nieuwe theorie van de platen-tektoniek

De kwaliteit en het aantal van al deze nieuwe gegevens maakten het mogelijk in grote lijnen een nieuwe theorie te ontwerpen: de theorie van de platen-tektoniek. Tektoniek is vanouds de wetenschap van de vele vervormingen die de aardkorst in de loop van haar geschiedenis heeft ondergaan. Reeds lang bekend zijn reliëfvormen, met name gebergten, waarin duidelijk geplooide, gebroken lagen voorkomen die oorspronkelijk beslist niet in deze positie bestonden. De nieuwe theorie beschouwt de aardkorst als een mozaïek van ‘platen’: grote en starre gedeelten van de lithosfeer, waarvan de diepzeeruggen en diepzeetroggen de grenzen vormen en waarbinnen zich óók de eigenlijke continenten kunnen bevinden. In bepaalde gevallen is de grens geen rug of trog, maar een zone waarin twee continenten met elkaar in contact zijn geraakt: dit is het geval van de boven vermelde mediterrane zone en het Himalayagebied. De hele evolutie van de aardkorst wordt dus

[p. 1053]

sedert een paar honderd miljoen jaar in wezen bepaald door de bestendige aanwezigheid van zeven grote (en enkele kleinere) platen: de Afrikaanse, de Amerikaanse, de Euraziatische, de Indische, de Australische, de Pacifische en de Antarctische.

Aangezien de oceaanbodem langs de diepzeeruggen voortdurend aangroeit, moet deze aanwinst van de lithosfeer op een of andere wijze aan de andere kant van de plaat weer te niet worden gedaan: het staat immers vast dat de totale aardomvang niet onbeperkt is toegenomen. Deze inkorting van de lithosfeer kan op twee manieren worden gerealiseerd. Waar twee platen tegen elkaar opbotsen, kan de ene onder de andere verdwijnen, naar de asthenosfeer afgevoerd en daar door hersmelting geresorbeerd worden. De diepzeetroggen zijn deze plaatsen waar een plaat in de diepte verdwijnt: begrijpelijk is het dat hier de diepste aardbevingshaarden worden genoteerd en dat het een zone is van intense vulcanische activiteit, die zich vaak manifesteert als een gordel van boven de oceaan uitstekende vulcanische eilanden. De andere manier waarop het ruimteprobleem van twee elkaar ontmoetende platen opgelost kan worden, is de vorming van plooigebergten. De aardkorst kan aanzienlijk worden ingekort, als beide plaatranden in elkaar geperst, over elkaar heen geplooid of geschoven worden: dingen die, naar we uit rechtstreekse observatie weten, inderdaad gebeurd zijn. Men heeft zelfs kunnen uitmaken wat precies bepaalt welke van beide processen doorgang zal vinden. Het is de relatieve snelheid waarmee beide platen zich naar elkaar toe bewegen. Deze varieert van 1 tot 6 en meer cm per jaar. Ligt die snelheid boven de 6 cm per jaar, dan kan de schok van de ontmoeting niet door plooiing opgevangen worden en moet een plaatrand in de diepte verdwijnen. Is de snelheid geringer, dan kunnen de platen ‘langzaam maar zeker’ aan het plooien gaan, en tientallen km dikke ‘builen’ vormen (wat reeds van de continenten bekend is). Verwonderlijk is het niet dat in dergelijke geplooide massieven vaak gemetamorfoseerde diepzeesedimenten worden aangetroffen en dat de grens van de elasticiteit nog vaak genoeg wordt overschreden, wat zich dan uit in de talrijke breuken en verschuivingen, met hun meestal vrij ondiepe aardbevingshaarden. In de loop van een dergelijk proces kan het natuurlijk ook gebeuren dat tenslotte twee continenten met elkaar in contact komen. Zo is door het contact van India met het oudere Aziatische continent het machtigste plooigebergte van het ogenblik, de Himalaya, ontstaan. Het langgerekte Andesgebergte is ontstaan op de plaats waar een kleinere plaat, de Nazcaplaat, langs een diepzeetrog onder de overwegend continentale rand van de Amerikaanse plaat verdwijnt.

De summiere schets die ik er hier van geef, maakt duidelijk, waarin de nieuwe theorie verschilt van Wegeners al te voorbarige verklaringen. De

[p. 1054]

continenten bewegen niet omdat ze op oceaanbasalt drijven, als ware deze een vloeistof die zich voor de boeg van het schip opent en zich achter de achtersteven weer sluit, zonder een spoor van de doorvaart na te laten. De continenten bewegen omdat ze ingebed liggen in een van de (basaltische) platen van de boven beschreven mozaïeken en die platen tengevolge van materiaalaanvoer uit de asthenosfeer en bewegingen in de asthenosfeer niet onbeweeglijk kunnen blijven.

Uiteraard wordt daarmee de kern van het probleem, de ‘laatste verklaring’, weer eens naar die diepten verplaatst die vooralsnog niet voor rechtstreekse observatie toegankelijk zijn. Maar het is geen willekeurige verlegging van het probleem. Poolvlucht en getijdenwerking werden terecht geëlimineerd. Waar dan tenslotte de ‘onrust’ in de asthenosfeer vandaan komt, blijft een open vraag. Alle moderne hypothesen dienaangaande zijn varianten van de in de jaren dertig door Holmes ontworpen convectie-theorie. Als gevolg van een ongelijke temperatuurverdeling zouden in de asthenosfeer opstijgende, laterale en neerdalende wervelstromingen ontstaan. De platen, met hun continenten, zouden als op een ‘roltapijt’ meegesleurd worden. De haard van deze ongelijke temperatuurverdeling wordt meestal gezocht in min of meer gelokaliseerde radioactieve oververhitting. Zeer onlangs kwam E. Orowan van Massachussets met een nieuwe hypothese voor de dag: het thermische onevenwicht in de aardmantel zou veroorzaakt zijn door het inslaan van een reusachtige meteoriet in het gebied van de Stille Oceaan. Dergelijke verschijnselen zijn ons van het maanoppervlak bekend. Een dergelijke gelokaliseerde verstoring van de thermische huishouding van een planeet kan inderdaad vérstrekkende gevolgen hebben die miljoenen jaren lang hun invloed laten gelden.

‘Truth is the daughter of time’ Francis Bacon (Novum Organum)

Hoe was het in Godsnaam mogelijk, vraagt dezelfde Orowan zich af, dat Wegeners theorie tientallen jaren lang niet alleen met argwaan werd bejegend, maar zonder appèl veroordeeld. ‘Ten onrechte wordt de onhoudbaarheid van een bepaalde hypothese vaak geïnterpreteerd als het bewijs dat de feiten zelf die verklaard moeten worden, evenmin gegrond zijn’. De voornaamste reden van deze afwijzing was wellicht van psychologische aard. Hoe kon iemand op het idee komen dat de vaste-landen bewegen met een snelheid van een paar centimeter per jaar, de snelheid die Wegener zelf voor zijn theorie voldoende achtte? Men kon het zich gewoon niet voorstellen. Toch hadden de geologen enkele jaren voor Wegeners eerste publikatie al ontdekt, dat de beroemde breuk van San Andreas in Californië (waarin o.a. de haard lag van de grote aardbeving van San Francisco) al

[p. 1055]

tientallen miljoenen jaren oud is en dat de verschuiving van het Amerikaanse vasteland ten opzichte van het Pacifische gebied (over meer dan 1.000 km) niet méér vertegenwoordigt dan een gemiddelde snelheid van 1 cm per jaar! Sommige eminente wetenschapsmensen bleken wel door Wegeners theorie geïntrigeerd. Sir Lawrence Bragg, een van de grondleggers van de moderne kristallografie, verzocht in de jaren twintig Wegener om een bijdrage in een Brits wetenschappelijk tijdschrift. Het artikel werd ter goedkeuring aan een geoloog voorgelegd: ‘Dat was de enige keer in mijn leven’, vertelt Bragg, ‘dat ik een wetenschapsmens letterlijk heb zien schuimbekken van woede’.

De tweede reden, waarop ik reeds uitvoerig ben ingegaan, was ongetwijfeld de onhoudbaarheid van sommige van Wegeners voorbarige verklaringshypothesen. Maar even overhaast waren sommige conclusies van de geofysici aangaande de onbeweeglijkheid van vaste materialen. Daarover wist men toen nog lang niet genoeg om zich categorische uitspraken te kunnen veroorloven over de onmogelijkheid van plastische vervormingen in de vaste toestand. Men heeft ondertussen ontdekt dat dergelijke vervormingen mogelijk zijn door dislocaties binnen de kristallen zelf en tevens dat de lange tijdsduur daarbij een doorslaggevende rol speelt. Men spreekt thans van het ‘reologisch’ gedrag van de gesteenten, die zich onder gerichte druk, zo deze maar lang (en langzaam) genoeg aanhoudt, inderdaad als een hoog visceuze vloeistof gaan bewegen.

Mijn hele verhaal is een stuk ‘recente geschiedenis van de wetenschap’. Er werd nog maar eens in aangetoond hoe moeilijk het voor een gespecialiseerde wetenschapsmens is, de relevantie te begrijpen van elementen en argumenten die helemaal buiten zijn blikveld liggen. Het geval Wegener bewijst, na zovele andere, de waarheid van Bacons geduldige opmerking: ‘Waarheid is de dochter van de Tijd’. En niet minder scherpzinnig was het inzicht van de grondlegger van de moderne tektoniek, de Franse geoloog Marcel Bertrand (1892): ‘Om de dingen te zien, moet je ze mogelijk achten’. Als je iets van meet af aan voor onmogelijk verklaart, kan het gebeuren dat je niet meer kúnt zien wat er werkelijk te zien valt.