2.4: Divergerende Grenzen
2.4.2: Mid-Ocean Ridges
Mid-ocean rigs, ook wel spreidingscentra genoemd, hebben verschillende onderscheidende kenmerken. Het zijn de enige plaatsen op aarde waar nieuwe oceanische lithosfeer ontstaat. Door decompressiesmelting in de riftzone verandert asthenosfeer-materiaal in de nieuwe lithosfeer, die door scheuren in de oceanische plaat omhoog sijpelt. De hoeveelheid nieuwe lithosfeer die op de mid-ocean richels wordt gevormd is zeer aanzienlijk. Deze onderzeese riftvulkanen produceren meer lava dan alle andere soorten vulkanisme bij elkaar. Desondanks is het meeste vulkanisme bij de mid-oceanische ruggen niet in kaart gebracht, omdat de vulkanen diep op de oceaanbodem liggen.
In zeldzame gevallen, zoals op enkele plaatsen in IJsland, vertonen riftzones het soort vulkanisme, spreiding en rugvorming dat op de oceaanbodem voorkomt.
De ribbel is ontstaan door de ophoping van heet lithosfeermateriaal, dat lichter is dan de dichte onderliggende asthenosfeer. Deze brok isostatisch drijvende lithosfeer zit gedeeltelijk onder water en is gedeeltelijk blootgesteld aan de asthenosfeer, als een ijsblokje dat in een glas water drijft.
Terwijl de bergkam zich verder uitbreidt, wordt het lithosfeermateriaal weggetrokken van het vulkanische gebied en wordt het kouder en dichter. Naarmate de lithosfeer zich verder uitspreidt en afkoelt, vormt zich een brede strook van relatief karakterloze topografie, de zogeheten abyssale vlakten met een lagere topografie.
Dit model van de vorming van de bergkammen suggereert dat de delen van de lithosfeer die het verst van de mid-oceanische bergkammen verwijderd zijn, het oudst zullen zijn. Wetenschappers hebben dit idee getest door de ouderdom van gesteenten op verschillende plaatsen op de oceaanbodem te vergelijken. Gesteenten die in de buurt van oceaanruggen worden gevonden, zijn jonger dan gesteenten die ver van oceaanruggen worden gevonden. Ook het accumulatiepatroon van sedimenten bevestigt het idee van zeebodemspreiding. Sedimentlagen zijn meestal dunner in de buurt van middenoceanische ruggen, wat aangeeft dat het minder tijd heeft gehad om zich op te bouwen.
Zoals vermeld in het hoofdstuk over paleomagnetisme en de ontwikkeling van de platentektoniektheorie, hebben wetenschappers gemerkt dat middenoceanische ruggen unieke magnetische anomalieën bevatten die te zien zijn als symmetrische strepen aan weerszijden van de rug. De Vine-Matthews-Morley hypothese stelt voor dat deze wisselende omkeringen ontstaan doordat het aardmagnetisch veld in magma wordt ingeprent nadat het uit de bergkam te voorschijn is gekomen. Zeer heet magma heeft geen magnetisch veld. Als de oceanische platen uit elkaar worden getrokken, koelt het magma af tot onder het Curie-punt, de temperatuur waaronder een magnetisch veld in magnetische mineralen wordt opgesloten. De wisselende magnetische omkeringen in de gesteenten weerspiegelen de periodieke wisseling van de magnetische noord- en zuidpool van de aarde. Dit paleomagnetische patroon biedt een prachtig historisch verslag van de beweging van de oceaanbodem, en wordt gebruikt om de tektonische activiteit in het verleden te reconstrueren en de snelheid van de verspreiding van bergkammen te bepalen.
Video van het uiteenvallen van Pangea en de vorming van de noordelijke Atlantische Oceaan. Door Tanya Atwater.
Dankzij hun bijzondere geologie herbergen de mid-oceanische ruggen enkele van de meest unieke ecosystemen die ooit zijn ontdekt. De bergkammen zijn vaak bezaaid met hydrothermale openingen, diepe spleten waardoor zeewater door de bovenste delen van de oceaanplaat kan stromen en in contact komt met heet gesteente. Het oververhitte zeewater stijgt weer op naar het oppervlak van de plaat, waarbij opgeloste gassen en mineralen, en kleine deeltjes worden meegevoerd. Het hydrothermale water dat daarbij vrijkomt, ziet eruit als zwarte onderwaterrook.
Wetenschappers waren al langer op de hoogte van deze geothermische gebieden op de oceaanbodem. Maar pas in 1977 ontdekten wetenschappers van een diepzeevaartuig, de Alvin, een bloeiende gemeenschap van organismen rond deze hydrothermale openingen. Deze unieke organismen, waaronder kokerwormen van 2 meter lang die groter zijn dan mensen, leven in de volledige duisternis van de oceaanbodem, verstoken van zuurstof en zonlicht. Zij maken gebruik van de geothermische energie die door de bronnen wordt geleverd en van een proces dat bacteriële chemosynthese wordt genoemd om zich met zwavelverbindingen te voeden. Vóór deze ontdekking dachten wetenschappers dat leven op aarde niet kon bestaan zonder fotosynthese, een proces waarvoor zonlicht nodig is. Sommige wetenschappers suggereren dat dit soort omgeving de oorsprong zou kunnen zijn van het leven op aarde , en misschien zelfs van buitenaards leven elders in het melkwegstelsel, zoals op Jupiters maan Europa .