College van de maand: Breuken

Momenteel volg ik een vak op de VU dat Structural Geology heet. Het vak gaat over hoe de aardkorst vervormd wordt door spanning en stress die op het oppervlak staat. Doordat de spanning en stress op het gesteente niet overal even groot is en ook de hoek waarmee de kracht intreedt verschilt, ontstaan er complexe breuken en plooien en uiteraard ook combinaties daarvan.

Vandaag ga ik het hebben over "breuken".

Breuken zijn te verdelen in verschillende types. Je hebt een afschuiving (Engels: normal fault) (zie figuur 1). Hierbij is er eigenlijk te weinig kracht om het gesteente tegen elkaar aan te blijven duwen. Er ontstaat vervolgens een depressie in het gesteente die vaak opgevuld wordt met sediment. Ook bestaat er zoiets als een opschuiving (Engels: reverse fault) (zie figuur 1). Dit is eigenlijk het tegenovergestelde van een afschuiving. Er is zoveel spanning op het gesteente komen te staan dat het ruimte te kort komt. Een opschuiving wordt een overschuiving (Engels: thrust) genoemd wanneer het breukvlak een helling heeft die kleiner is dan 30 graden.
Ten slotte is er een zijschuiving (Engels: Strike-slip fault). Hierbij bewegen de componenten zich horizontaal ten opzichte van elkaar. De beweging kan twee verschillende kanten op. De “bovenkant” verplaatst zich naar links ten opzichte van de “onderkant”, dit wordt sinistraal genoemd (zie figuur 2). Of de “bovenkant verplaatst zich naar rechts ten opzichte van de “onderkant”, dit wordt dextraal genoemd (zie figuur 3). Ook al kijk je naar de breuk vanaf de andere kant, de beweging blijft hetzelfde. Aan dit laatste type breuken, een zijschuiving, zal ik in deze aflevering speciale aandacht aan besteden.

Bij een zijschuivings breuk schuiven er dus twee eenheden horizontaal langs elkaar. Dit kunnen aardplaten zijn, maar ook gewoon twee rotsblokken die onder druk staan. Zijschuivingen staan vaak niet op zichzelf. Meestal bevinden ze zich tussen andere soorten breuken. De breuken staan vaak los van elkaar, maar doen hetzelfde. Een zijschuiving verbindt deze breuken dan met elkaar (zie figuur 4). Waar je dit het meest duidelijke ziet is bij een MOR (=Mid Oceanische Rug). Hier is een spreiding rug die telkens verder opengaat. Hoewel het vaak wordt geportretteerd als een rechte lijn is het dit niet. Het zijn losse segmenten die verbonden worden door strike-slip breuken. Hier hebben deze strike-slip breuken een speciale naam n.l. een transforme breuk. Als je een vergelijkbare breuk op een andere plek ziet dan bij een MOR dan noem je het gewoon een strike slip breuk of transfer breuk.

Een zijschuivings breuk kan ook zelf verspringen. Doordat er een verspringing in de breukzone is, zijn er plekken waar er minder druk op staat en plekken waar veel meer druk op staat. Hier kan dan een pull apart basin ontstaan of juist een push-up basin (zie figuur 5). De lagere gedeeltes die ontstaan kunnen helemaal opgevuld worden met sediment. Het kan ook gebeuren dat er afschuivingen plaatsvinden in deze pull-apart basin. In het gedeelte wat omhooggeduwd wordt kunnen juist opschuivingen ontstaan doordat er steeds minder ruimte gecreëerd wordt.

De schaal waar op dit alles gebeurt kan heel verschillend zijn. Zo kan je dit soort dingen zien door een microscoop, maar er zijn ook grootschalige voorbeelden zoals de Alpine Fault in Nieuw-Zeeland (zie figuur 6). Dit is een dextrale strike-slip breuk. Door een gebrek aan ruimte aan de zuidelijke kant van de breuk zijn de Nieuw-Zeelandse Alpen ontstaan. De breuk splitst zich in het noorden op in kleinere parallelle breuken die samen de Marlborough Fault System worden genoemd. Een hiervan wordt de Hope Fault genoemd, waarvan men denkt dat deze de trend van de Alpine Fault representeert.

Een ander voorbeeld van een gebergte dat ontstaan is door een zijschuiving zijn de Pyreneeën.
Transforme breuken bestaan er dus in vele soorten en mate. Door hun unieke manier van bewegen maken ze het mogelijk dat breuken zich kunnen draaien zonder dat ze dit zelf moeten doen. Maar deze breuken kunnen ook flinke aardbevingen veroorzaken. De film "San Andreas" gaat over de San Andreasbreuk die zorgt voor een allesverwoestende aardbeving in Californie. Maar de film slaat wel een beetje door.

De figuren 1 t/m 5 zijn door de auteur zelf gemaakt.