De allerhoogste bergen ter wereld vind je in de Himalaya. De Mount Everest is bijvoorbeeld 8.848 meter hoog, terwijl de toppen in het op een na hoogste gebergte, de Andes, niet boven de 7 kilometer uitkomen. Aardwetenschapper Wouter Schellart van de Vrije Universiteit Amsterdam heeft daar met collega’s mogelijk een verklaring voor gevonden.
Hoe ontstaan gebergten zoals de Himalaya?
‘Dit soort gebergten ontstaat als continenten botsen. Dat gebeurt wanneer de tektonische platen waarop die continenten liggen naar elkaar toe bewegen. Deze platen drijven als het ware op de meer vloeibare asthenosfeer eronder. Het bovenste gedeelte van de platen, de aardkorst, is lichter dan het onderliggende materiaal. Hoe dikker de korst, hoe hoger de plaat drijft. Net zoals ijsbergen in de oceaan: omdat ijs iets lichter is dan water, steekt een deel boven het water uit.
Als twee continenten, en dus twee platen, op elkaar botsen, dan plooit de korst en wordt hij dikker, waardoor hij verder omhoog komt en bergen vormt. De Himalaya zijn ontstaan doordat het subcontinent India ongeveer 50 miljoen jaar geleden op Azië botste.’
Hoe gevaarlijk zijn supervulkanen?
In het verleden stortten zogeheten supervulkanen de aarde meermaals in een desastreuze ‘vulkanische winter’. Gaat dat opnieuw gebeuren?
Hoe hebben jullie het ontstaan van de Himalaya onderzocht?
‘We hebben in het lab de continentbotsing nagebootst met onder andere een heleboel glucosestroop. Dat lijkt een beetje op honing. Dit materiaal vertegenwoordigt de asthenosfeer, waar de tektonische platen op drijven. De platen bootsen we na met verschillende soorten siliconen. Die zijn stijver dan de stroop, maar nog steeds vervormbaar. We gebruiken deze materialen omdat ze onderling dezelfde dichtheids- en stroperigheidsverschillen hebben als de asthenosfeer en de tektonische platen.’
Wat gebeurde er vervolgens?
‘Door de verschillende dichtheden van de materialen bewoog het nagebootste subcontinent India naar Azië toe. Bij de botsing dook het noorden van India onder Azië. Dat was zoals verwacht. Maar normaal gesproken duikt zo’n plaat vervolgens de diepte in. Dat gebeurde niet. De nagebootste Indiase plaat schoof eerst een stukje plat onder de Aziatische plaat en dook pas later omlaag. Als je dat opschaalt naar de werkelijkheid, dan ligt de Indiase plaat ongeveer 300 tot 500 kilometer plat onder de Aziatische plaat.’
Hoe zorgt die platliggende plaat voor de hoge bergen in de Himalaya?
‘De Indiase plaat heeft een lage dichtheid en wil eigenlijk blijven drijven. Dat zorgt voor een extra opwaartse druk. Daardoor wordt de Aziatische plaat twee tot vier kilometer extra omhooggeduwd. Dat kan verklaren waarom de Himalaya zo hoog zijn.’
Zijn er ook andere mogelijke verklaringen?
‘De algemene aanname was dat de aardkorst van de Aziatische plaat simpelweg superdik is. Maar ons model laat zien dat een dikke korst niet genoeg is. Om de ruim 8 kilometer van sommige bergen te halen, moet ook de Indiase plaat daaronder platliggen.’
Is een labexperiment met stroop wel vergelijkbaar met botsende tektonische platen?
‘We proberen een proces dat duizenden kilometers en ongeveer 80 miljoen jaar beslaat na te bootsen in een experiment van een paar meter en enkele uren. Dat kan door materiaaleigenschappen slim te kiezen en gebruik te maken van de zogenaamde schaaltheorie. Daardoor kunnen we ervoor zorgen dat de experimenten op een kleine tijd- en lengteschaal vergelijkbaar reageren als de aarde gedurende miljoenen jaren en duizenden kilometers.
Bovendien worden onze resultaten ondersteund door ander onderzoek. Een promovendus in mijn groep werkt aan computermodellen over dit proces en vindt nagenoeg hetzelfde als wij in het lab. Verder lijken geologische observaties in de Himalaya erop te wijzen dat de Indiase plaat inderdaad enkele honderden kilometers plat onder de Aziatische plaat ligt. Dat wisten we tijdens de experimenten niet. Die overeenkomsten tonen de kracht van de labexperimenten.’
Wouter Schellart is hoogleraar geodynamica en tektoniek aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Hij verrichtte het onderzoek naar de Himalaya met collega’s Kai Xue en Vincent Strak. De resultaten zijn gepubliceerd in Scientific Reports.
