De buitenste, stijve, rotsachtige laag van de aarde wordt de korst genoemd. Zij bestaat uit gemakkelijk smeltbare gesteenten met een lage dichtheid; de continentale korst bestaat hoofdzakelijk uit granietgesteente (zie graniet), terwijl de samenstelling van de oceanische korst hoofdzakelijk overeenkomt met die van basalt en gabbro. Analyses van seismische golven, opgewekt door aardbevingen in het binnenste van de Aarde, tonen aan dat de korst zich ongeveer 50 km (30 mijl) onder de continenten uitstrekt, maar slechts 5-10 km (3-6 mijl) onder de oceaanbodems.
Encyclopædia Britannica, Inc.
>
Aan de basis van de korst markeert een scherpe verandering in het waargenomen gedrag van seismische golven het raakvlak met de mantel. De mantel bestaat uit dichtere gesteenten, waarop de gesteenten van de korst drijven. Op geologische tijdschalen gedraagt de mantel zich als een zeer viskeuze vloeistof en reageert hij op spanningen door te stromen. Samen gedragen de bovenmantel en de korst zich mechanisch als een enkele stijve laag, die de lithosfeer wordt genoemd.
De lithosferische buitenmantel van de Aarde is niet één ononderbroken stuk, maar is gebroken, als een enigszins gebarsten eierschaal, in ongeveer een dozijn grote afzonderlijke stijve blokken, of platen. Er zijn twee soorten platen, oceanische en continentale. Een voorbeeld van een oceanische plaat is de Pacifische Plaat, die zich uitstrekt van de East Pacific Rise tot de diepzeegeulen die het westelijk deel van het Pacifisch bekken begrenzen. Een voorbeeld van een continentale plaat is de Noord-Amerikaanse plaat, die Noord-Amerika omvat alsmede de oceaankorst ertussen en een deel van de Mid-Atlantische bergrug. Deze laatste is een enorme onderzeese bergketen die zich uitstrekt langs de as van het Atlantische bekken en die halverwege Afrika en Noord- en Zuid-Amerika passeert.
Encyclopædia Britannica, Inc.
De lithosferische platen zijn ongeveer 60 km dik onder de oceanen en 100-200 km (60-120 mijl) onder de continenten. (Opgemerkt moet worden dat deze diktes worden bepaald door de mechanische stijfheid van het lithosferische materiaal. Zij komen niet overeen met de dikte van de korst, die aan de basis wordt bepaald door de discontinuïteit in het seismische golfgedrag, zoals hierboven geciteerd). Zij drijven op een zwakke, misschien gedeeltelijk gesmolten, laag van de bovenmantel, die de asthenosfeer wordt genoemd. Trage convectiestromen diep in de mantel, opgewekt door radioactieve verhitting van het inwendige, drijven de zijwaartse bewegingen van de platen (en de continenten die erop liggen) aan met een snelheid van enkele centimeters per jaar. De platen interageren langs hun randen, en deze grenzen worden ingedeeld in drie algemene typen op basis van de relatieve bewegingen van de aangrenzende platen: divergent, convergent, en transform (of strike-slip).
Encyclopædia Britannica, Inc.
In gebieden van divergentie bewegen twee platen zich van elkaar af. Opwellende bewegingen in de mantel dwingen de platen uit elkaar bij breukzones (zoals midden op de bodem van de Atlantische Oceaan), waar magma uit de onderliggende mantel opstijgt om nieuw oceaankorstgesteente te vormen.
Lithosferische platen bewegen naar elkaar toe langs convergente grenzen. Wanneer een continentale plaat en een oceanische plaat bij elkaar komen, wordt de voorrand van de oceanische plaat onder de continentale plaat en in de asthenosfeer geduwd – een proces dat subductie wordt genoemd. Alleen de dunnere, dichtere platen oceaankorst zullen echter subductie ondergaan. Wanneer twee dikkere, meer opwaartse continenten bij elkaar komen in convergerende zones, weerstaan zij subductie en hebben zij de neiging om te knikken, waardoor grote bergketens ontstaan. De Himalaya, samen met het aangrenzende Tibetaanse Plateau, werden gevormd tijdens zo’n continent-continent botsing, toen India in de Euraziatische Plaat werd gevoerd door de relatieve beweging van de Indiaas-Australische Plaat.
Bij het derde type plaatgrens, de transform-variant, schuiven twee platen parallel aan elkaar in tegengestelde richtingen. Deze gebieden worden vaak geassocieerd met een hoge seismiciteit, omdat spanningen die zijn opgebouwd in de schuivende korstplaten met tussenpozen worden losgelaten om aardbevingen te veroorzaken. De San Andreas Fault in Californië is een voorbeeld van dit type grens, die ook bekend staat als een breuk of breukzone (zie onderzeese breukzone).
De meeste actieve tektonische processen op aarde, waaronder bijna alle aardbevingen, vinden plaats in de buurt van plaatranden. Vulkanen ontstaan langs zones van subductie, omdat de oceanische korst de neiging heeft om te worden omgesmolten als het afdaalt in de hete mantel en dan naar de oppervlakte stijgt als lava. Ketens van actieve, vaak explosieve vulkanen worden zo gevormd op plaatsen als het westelijk deel van de Stille Oceaan en de westkusten van de Amerika’s. Oudere bergketens, geërodeerd door verwering en afvloeiing, markeren zones van vroegere plaat-rand activiteit. De oudste, geologisch meest stabiele delen van de aarde zijn de centrale kernen van sommige continenten (zoals Australië, delen van Afrika, en het noorden van Noord-Amerika). Zij worden continentale schilden genoemd en zijn regio’s waar de vorming van bergen, breuken en andere tektonische processen geringer is in vergelijking met de activiteit die plaatsvindt op de grenzen tussen de platen. Vanwege hun stabiliteit heeft erosie de tijd gehad om de topografie van continentale schilden af te vlakken. Het is ook op de schilden dat geologische bewijzen van kraterlittekens van oude inslagen van asteroïden en kometen beter bewaard zijn gebleven. Maar zelfs daar hebben tektonische processen en de inwerking van water veel oude kenmerken uitgewist. Daarentegen is veel van de oceanische korst aanzienlijk jonger (tientallen miljoenen jaren oud), en geen enkele dateert van meer dan 200 miljoen jaar geleden.
Dit conceptuele kader waarin wetenschappers nu de evolutie van de lithosfeer van de aarde begrijpen – plaattektoniek genoemd – wordt bijna universeel aanvaard, hoewel veel details nog moeten worden uitgewerkt. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld nog geen algemene overeenstemming bereikt over wanneer de oorspronkelijke continentale kernen werden gevormd of hoe lang geleden de moderne platentektonische processen hun werk begonnen te doen. Het is zeker dat de processen van interne convectie, scheiding van mineralen door gedeeltelijk smelten en herkristallisatie, en basaltisch vulkanisme krachtiger werkten in de eerste miljard jaar van de geschiedenis van de Aarde, toen het inwendige van de planeet veel heter was dan tegenwoordig; niettemin kan de manier waarop de landmassa’s aan het oppervlak werden gevormd en werden verspreid anders zijn geweest.
Aangepast van C.R. Scotese, The University of Texas at ArlingtonZie alle video’s voor dit artikel
Toen de grote continentale schilden eenmaal waren gegroeid, werd de platentektoniek gekenmerkt door de cyclische opbouw en het uiteenvallen van supercontinenten die waren ontstaan door de samensmelting van vele kleinere continentale kernen en eilandenbogen. Wetenschappers hebben twee van zulke cycli in de geologische gegevens geïdentificeerd. Ongeveer 700 miljoen jaar geleden, in het late Precambrium, begon een supercontinent uiteen te vallen in verschillende grote continenten, maar ongeveer 250 miljoen jaar geleden, aan het begin van het Trias, resulteerde de voortdurende drift van deze continenten in hun samensmelting tot één enkele supercontinentale landmassa, Pangea genaamd. Zo’n 70 miljoen jaar later begon Pangea uiteen te vallen, waardoor geleidelijk de huidige continentale configuratie ontstond. De verdeling is nog steeds asymmetrisch, met continenten overwegend gelegen op het noordelijk halfrond tegenover het Pacifisch bekken.
Verbazingwekkend is dat van de vier aardse planeten alleen de Aarde bewijs vertoont van langdurige, alomtegenwoordige plaattektoniek. Zowel Venus als Mars vertonen een geologie die gedomineerd wordt door basaltisch vulkanisme op een grotendeels onbeweeglijke korst, met slechts vage aanwijzingen voor mogelijk beperkte episodes van horizontale plaatbeweging. Mercurius is van nature veel dichter dan de andere aardse planeten, wat een grotere metaalkern impliceert; zijn oppervlak is grotendeels bedekt met inslagkraters, maar vertoont ook een globaal patroon van littekens die duiden op het krimpen van de planeet, wellicht geassocieerd met interne afkoeling. Essentieel voor het soort platentektoniek dat op Aarde voorkomt zijn kennelijk een grote planeetgrootte (vandaar een grote warmtestroom en een dunne korst), waardoor Mars verdwijnt, en alomtegenwoordig grondwater om het gesteente zachter te maken, iets wat Venus al heel vroeg in haar geschiedenis verloor. Hoewel de Aarde inderdaad geologisch actief is en dus een jeugdig oppervlak heeft, kan het oppervlak van Venus volledig vernieuwd zijn door wereldwijd basaltisch vulkanisme in de afgelopen miljard jaar, en kunnen kleine delen van het oppervlak van Mars zeer recente erosie door vloeibaar water of aardverschuivingen hebben ondergaan.