Amper twee minuten ben ik binnen, of de Nederlandse Antillen schuiven al heen en weer op het computerscherm van Lydian Boschman. “Kijk”, zegt ze, kennelijk op het punt staand om me iets aan te wijzen. “Of wacht, wil je eigenlijk koffie?” Het typeert Boschman´s enthousiasme voor het masteronderzoek dat ze vorig jaar afrondde, en waarvoor ze op het Nederlands Aardwetenschappelijk Congres in Veldhoven in april de Escherprijs voor de beste aardwetenschappelijke scriptie van 2013 ontving. “Ja, ik vond het heel erg leuk om te doen”, beaamt ze lachend.
Scherventektoniek
Het onderzoek waar Boschman de prijs mee in de wacht sleepte laat zich misschien nog het beste beschrijven als ‘scherventektoniek’. De Nederlandse Antillen lagen ooit in de Stille Oceaan, en zijn pas gedurende de afgelopen 130 miljoen jaar naar de Atlantische Oceaan gedreven, liet ze zien in een zeer gedetailleerde visuele reconstructie van de tektonische geschiedenis van de Caribische aardplaat. Deze aardschol bestond uit ruim tien stukken, die nu eens aan elkaar vast bleven zitten en dan weer van elkaar af dreven, in wisselende samenstellingen.
“Dat de eilandboog 130 miljoen jaar geleden bij een veel groter systeem in de Stille Oceaan hoorde werd al heel lang vermoed”, vertelt Boschman. “Dat bleek uit de samenstelling van het magma van vulkaanuitbarstingen uit die tijd.” Maar hoe was de reis van de Antillen naar de Atlantische Oceaan precies verlopen? Er waren wel schetsjes, die aangaven waar de eilanden zich op bepaalde momenten waarschijnlijk bevonden. “Maar wat er tussen die snapshots in gebeurde, en of dat geometrisch gezien eigenlijk wel mogelijk was, daar had nog nooit iemand zich mee bezig gehouden.”
Puzzelen
Uit de vakliteratuur verzamelde Boschman alle beschikbare gegevens over breukbewegingen in de regio. Hoeveel verplaatsing was er vastgesteld langs welke breuk en op welk moment? Daarna kon het grote puzzelen beginnen. Boschman bracht haar resultaten samen in een filmpje:
Hierop zie je Noord- en Zuid-Amerika een stukje van elkaar af bewegen, waarna de Antillen tussen de continenten door schuiven. Vervolgens drijft Zuid-Amerika weer een klein stukje terug naar het noorden, als om de doorgang weer af te sluiten. In dezelfde periode ontdoet Zuid-Amerika zich ook nog even van Afrika, dat vervolgens naar het oosten beweegt.
Meestal wordt bij dit soort reconstructies van plaatbewegingen gebruik gemaakt van de magnetische eigenschappen van gesteenten op de oceaanbodem, vertelt Boschman. Het magnetische patroon op de bodem van de oceaan is ontstaan door de ompolingen van het magneetveld in de geologische geschiedenis (zie kader), waardoor de ouderdom en de vroegere lokatie van stukken aardplaat vaak behoorlijk exact bepaald kan worden. Deze methode kon in dit geval echter niet worden ingezet, omdat de Caribische Plaat bedolven ligt onder een dikke plak basalt. Vandaar dat Boschman en haar begeleider Douwe van Hinsbergen een andere methode moesten verzinnen om de geschiedenis van de aardplaten in deze regio vast te stellen, en de beschikbare gegevens over breukbewegingen uit de vakliteratuur gebruikten.
Omkeringen in het aardmagneetveld zijn goed te zien bij mid-oceanische ruggen. Bron: USGS
courtesy of USGS
Een magnetische streepjescode
Het aardmagneetveld is in de geschiedenis van de aarde al tientallen keren met onregelmatige tussenpozen omgedraaid, waarbij de magnetische noord- en zuidpool van plaats wisselden. Het magneetveld in vloeibaar gesteente draait met het aardmagneetveld mee, tot het gesteente stolt en de richting van het magneetveld van dat moment dus in het gesteente ‘vastvriest’.
Gesteente dat in het midden van de oceaan uit de diepe aarde omhoog komt is vloeibaar. Het stolt na verloop van tijd, terwijl het intussen opzij wordt geduwd door nieuw vloeibaar gesteente dat uit de mid-oceanische rug omhoog komt. Op deze manier vormt zich op de oceaanbodem een afwisseling van magneetvelden, als een soort streepjescode van de tijd. Op de Caribische Plaat ligt deze streepjescode echter bedolven onder een Large Igneous Provence – een kilometers dikke plak basalt, die 90 miljoen jaar geleden in een periode van mega-vulkanisme is ontstaan.
Opgelost?
Is de puzzel van het Caribisch gebied met deze onderzoeksresultaten voorgoed opgelost? “Nee”, zegt Boschman. “Wat we gevonden hebben is een mogelijk scenario. Alle scherven van de plaat bewegen in dat scenario volgens de beschikbare gegevens, en dat zonder dat er overlap of gaten tussen de stukken aardschol ontstaan op plekken waar dat volgens de basisregels van de plaattektoniek niet mag. Dat dat gelukt is, is al heel wat hoor!” De reconstructie kan wel als referentie dienen voor nieuwe onderzoeksresultaten in de regio, denkt Boschman. Misschien vergemakkelijkt haar scenario de interpretatie van resultaten die op verschillende manieren uitgelegd kunnen worden – of misschien vertellen nieuwe resultaten juist wel dat er aanpassingen aan Boschman´s model nodig zijn.
Aruba
Hoewel er geen veldwerk bij het project hoorde, kwam Boschman per toeval toch op Aruba terecht. “Ik werd uitgenodigd voor een congres over de mogelijkheden van duurzame energie op de eilanden in het Caribisch gebied.” Daar had Boschman´s onderzoek weliswaar niks mee te maken, maar om de congresgangers breed te informeren was er een middag over de geodynamica ingeroosterd.
“En er zat een prachtige excursie bij”, zegt Boschman. Ze leerde in een paar dagen een hoop over hernieuwbare energie – met name geothermie is een veelbelovende tak van sport in de vulkanische regio. Haar eigen onderzoek is waarschijnlijk interessanter voor de bedrijven die fossiele energie uit de bodem halen: er zit veel olie aan de randen van de Caribische Plaat, en waar je dat het beste omhoog kan halen is natuurlijk afhankelijk van de geologische geschiedenis van het gebied.