Erosie stuurt tektonische bewegingen toch niet

18 augustus 2016

Erosieprocessen aan het aardoppervlak bepalen toch niet waar bewegingen van de aardkorst optreden. Dat tonen onderzoekers, onder wie de Wageningse Veni-onderzoeker Benny Guralnik, aan in Science. Met een nieuwe techniek bepaalden ze de afkoelingsgeschiedenis van gesteente in een spectaculair rivierdal in de oostelijke Himalaya.

Uit eerdere studies kwam de suggestie naar voren dat op sommige plekken processen aan het aardoppervlak, zoals erosie door stromend water of aardverschuivingen, invloed kunnen hebben op de diepere tektonische bewegingen ter plekke. Die processen zouden bijvoorbeeld de locatie van aardbevingen kunnen bepalen. Een onderzoeksgroep van de Universiteit van Keulen, Lausanne en Wageningen weerlegt nu dit idee na onderzoek in de oostelijke Himalaya.
Eerste auteur dr. Georgina King: ‘De oostelijke Himalaya is ideaal als je de relatie wilt onderzoeken tussen oppervlakteprocessen en tektoniek. Daar zijn immers bergen van meer dan 7000 meter plus rivieren die sterk eroderen; de Yarlung-Tsangpo bijvoorbeeld, die zich maar liefst 1500 meter in de Tsangpo kloof heeft ingesleten. Als het zo is dat oppervlakteprocessen tektoniek kunnen bepalen, dan verwachten we dat te kunnen zien in zo’n extreme omgeving.’

Methode

Namche, © Jean-Pierre Burg, ETH ZürichDe bijna 7800 meter hoge Namche Barwa torent hoog uit boven de Yarlung-Tsangpo rivier © Jean-Pierre Burg, ETH Zürich

De onderzoekers gebruikten een nieuwe methode, luminescentie-thermochronometrie. Met deze techniek kan gemeten worden hoe de temperatuur van mineralen in gesteente is veranderd terwijl de omgeving erodeert, waardoor het gesteente dichter bij het aardoppervlak komt. De onderzoekers konden gesteente onderzoeken dat in relatief korte tijd van twee kilometer diepte door erosie was blootgelegd. Professor Frédéric Herman, universiteit van Lausanne: ‘Het heeft bijna tien jaar gekost om deze techniek te ontwikkelen, naar nu kunnen we voor het eerst veranderingen meten van afkoelend gesteente in de afgelopen 200.000 jaar. Dit laat ons toe om te meten hoe door klimaat veroorzaakte veranderingen in oppervlakte¬processen de ontwikkeling van het landschap beïnvloeden, met name in gebieden die bedekt waren met een dikke ijskap in de laatste ijstijd.’

Noordwaarts

De gegevens tonen een recente noordwaartse beweging aan van het proces van tektonische opheffing in de oostelijke Himalaya. Dr Georgina King: ‘Als in dit gebied de oppervlakteprocessen de tektonische beweging zouden sturen, dan zou die noordwaartse beweging onmogelijk zijn geweest. De verschuiving van de maximale tektonische beweging zou namelijk door de diep geërodeerde rivieren zijn tegengehouden. De data laten zelfs zien dat er meer verhoging ten noorden van de Yarlung rivier is ontstaan, waar de rivier minder erodeert.’ De oppervlakteprocessen bepalen via erosie dus niet de plaats van tektonische bewegingen maar reageren op tektonische veranderingen.

Nederlandse bijdrage

‘De Nederlandse bijdrage aan de methodologie is aanzienlijk’, zegt dr. Benny Guralnik, derde auteur van het artikel en postdoc aan het Nederlands Centrum voor Luminescentiedatering (NCL, Wageningen Universiteit). Luminescentiedatering is een techniek die in de aardwetenschappen en de archeologie gebruikt kan worden voor het dateren van mineralen. Prof. Peter Ypma (TU Delft) testte een dergelijke aanpak eind jaren 80 met thermoluminescentie. Prof. Jakob Wallinga (directeur NCL) standaardiseerde de datering van de mineralengroep veldspaat met Optisch geStimuleerde Luminescentie (Optically Stimulated Luminescence OSL) en Romée Kars (TU Delft) ontwikkelde met Wallinga een correctie hiervoor zonder welke dit onderzoek in de oostelijke Himalaya onmogelijk was geweest.

Northward migration of the eastern Himalayan syntaxis revealed by OSL-thermochronometry, Science, 19 augustus 2016
Georgina E. King1,2, Frédéric Herman1 and Benny Guralnik3
1 Institute of Earth Surface Dynamics, University of Lausanne, Zwitserland.
2 Institute of Geography, University of Cologne, Duitsland.
3 Netherlands Centre for Luminescence dating & Soil Geography and Landscape group, Wageningen Universiteit.

Bron: NWO