3.5 Transform grenser og drivkrefter

Når plater glir forbi hverandre

Vi har sett plater som drar fra hverandre og plater som kolliderer. Nå kommer den tredje og siste typen plategrense: transform grenser, der to plater glir horisontalt forbi hverandre. Her skjer noe interessant -- det dannes verken ny skorpe (som ved divergerende grenser) eller ødelegges skorpe (som ved subduksjon). Platene bare sklir sidelengs.

Men det betyr ikke at det er fredelig. Transform grenser kjennes på sidelengs bevegelse, ofte kraftige jordskjelv som er grunne, men kan være svært sterke, og forkastningssoner med knuste og deformerte bergarter langs grensen. Det er derimot ingen vulkaner, fordi den horisontale bevegelsen ikke gir noen smelting. Spenningen som bygger seg opp når platene henger fast i hverandre og så plutselig slipper, er kilden til skjelvene.

Kort sagt: en transform plategrense er der to plater glir horisontalt forbi hverandre langs en vertikal forkastning, uten at skorpe skapes eller forsvinner.

San Andreas og slektningene

Den mest berømte transformgrensen er San Andreas-forkastningen i California. Den er rundt 1300 km lang og markerer grensen mellom Stillehavsplaten i vest og den nordamerikanske platen i øst. Stillehavsplaten beveger seg nordvestover med 3--5 cm i året i det vi kaller en høyrelengs sideforkastning.

Historien er full av dramatikk. I 1906 rammet et skjelv på rundt 7,9 San Francisco og tok over 3000 liv. I 1989 ga Loma Prieta-skjelvet på 6,9 store skader og 63 døde. Geologer venter på et nytt stort skjelv -- «The Big One» -- i de kommende tiårene. En kuriositet: fordi Los Angeles ligger på Stillehavsplaten og San Francisco på den nordamerikanske, nærmer de to byene seg hverandre med rundt 5 cm i året, og om cirka 15 millioner år vil de være naboer.

Andre transformgrenser finnes flere steder. Dødhavsforkastningen ligger mellom den afrikanske og den arabiske platen og gir et aktivt jordskjelvområde langs Jordandalen. Alpine Fault på New Zealand ligger mellom Stillehavsplaten og den australske platen og har høy seismisk risiko. I tillegg finnes korte transformforkastninger langs midthavsrygger, som forskyver ryggene sidelengs, men gir mindre jordskjelv enn dem på land.

Hva driver egentlig platene?

Nå vender vi tilbake til spørsmålet Wegener ikke kunne svare på: hva er det som faktisk driver platene? I dag vet vi at flere krefter samvirker, og en av dem er klart viktigst.

Den viktigste er slab pull (platetrekk). Når en kald, tung plate subduserer, synker den ned i mantelen, og denne synkende platen -- «slab» -- drar resten av platen med seg. Beviset er tydelig: plater med mye subduksjon, som Stillehavsplaten, beveger seg raskt (rundt 10 cm/år), mens plater med lite subduksjon, som den afrikanske, beveger seg sakte (rundt 2 cm/år).

Den nest viktigste er ridge push (ryggpåtrykk). Midthavsrygger er høyere enn omkringliggende havbunn fordi den unge, varme skorpen flyter høyere, og tyngdekraften får platen til å gli «nedover» bort fra ryggen. Denne kraften er rundt en tidel av slab pull.

Den tredje er mantelkonveksjon. Varme fra jordens indre driver konveksjonsstrømmer i mantelen: varmt materiale stiger ved midthavsrygger og hotspots, avkjølt materiale synker ved subduksjonssoner, og den horisontale bevegelsen kan dra eller bremse platene. Konveksjonens eksakte rolle debatteres fortsatt.

Konveksjon, plymer og Hawaiis spor

La oss se nærmere på mantelkonveksjonen -- den langsomme sirkulasjonen av materiale i mantelen, drevet av varmeforskjeller. Varmen kommer fra restvarme etter jordens dannelse og fra radioaktivt henfall av uran, thorium og kalium. Prosessen er enkel i prinsippet: varm mantel ved kjerne-mantel-grensen stiger opp fordi den har lavere tetthet, avkjøles ved overflaten, og synker så ned igjen som tettere, kald mantel -- en kontinuerlig syklus.

Forskerne diskuterer fortsatt detaljene. Helmantelkonveksjon sier at konveksjonen går gjennom hele mantelen og at subduserende plater synker helt til kjernen. Lagdelt konveksjon sier at øvre og nedre mantel sirkulerer hver for seg, med en grense ved 660 km dyp. Moderne forskning tyder på en kombinasjon.

En spesiell konveksjonsform er mantelplymer, søyler av varmt materiale som stiger opp fra dypt nede. De skaper vulkanske «hotspots» som Hawaii, Island og Yellowstone, og de er stasjonære i forhold til platene -- noe som gir dem en helt egen signatur.

Tenk på Hawaii-Emperor-kjeden, som strekker seg fra Big Island i sørøst til de undersjøiske Meiji-fjellene i nordvest. Big Island har aktive vulkaner som Kilauea og Mauna Loa, mens øyene blir progressivt eldre nordvestover -- Meiji-fjellet er rundt 70 millioner år. Forklaringen er elegant: en stasjonær hotspot ligger under Hawaii, og Stillehavsplaten beveger seg nordvestover over den. Nye vulkaner dannes over hotspoten og «slukner» når de føres bort, slik at det dannes en kjede med økende alder. Knekken i kjeden viser at platen endret retning for rundt 47 millioner år siden. Og regnestykket stemmer: en avstand på rundt 6000 km over rundt 70 millioner år gir cirka 8,5 cm i året -- akkurat det moderne målinger viser for Stillehavsplatens fart.

Oppsummering

Transform plategrenser er den tredje typen grense, der plater glir horisontalt forbi hverandre uten at skorpe skapes eller ødelegges. De gir kraftige, grunne jordskjelv, men ingen vulkaner. San Andreas-forkastningen er det mest kjente eksempelet.

Platene drives av flere krefter: slab pull (viktigst -- en synkende plate drar resten med seg), ridge push og mantelkonveksjon, drevet av jordens indre varme. Mantelplymer gir stasjonære hotspots som Hawaii, der platens bevegelse over hotspoten skaper en vulkankjede med økende alder. Dette ga endelig svaret på Wegeners spørsmål: vi vet nå hva som driver de tektoniske platene.