Je leest:

Lava op Hawaii komt van grens tussen aardkern en aardmantel

Lava op Hawaii komt van grens tussen aardkern en aardmantel

Auteur: | 6 april 2006

De vulkanen van Hawaii worden voortdurend gevoed door de aanvoer van nieuw magma uit het binnenste van de aarde. Lange tijd heeft men gedacht dat dit magma uit de aardmantel afkomstig was. Er zijn nu echter aanwijzingen dat dit materiaal uit een tot nu toe voor onmogelijk gehouden diepte komt: het grensvlak tussen aardmantel en kern, zo’n 3000 km diep.

Het vulkanisme van Hawaii is een gevolg van een zogeheten mantelpluim. Dat is een massa heet materiaal van relatief geringe afmetingen die opwelt vanuit de aardmantel. Vaak lijkt zo’n mantelpluim plaatvormig, omdat er vaak een vrij groot aantal al dan niet onderzeese vulkanen op een (bijna) rechte lijn ligt. Dat kan echter ook het gevolg zijn van het feit dat de pluimen opstijgen in zwaktezones die zich tussen verschillen lithosfeerschollen bevinden, en daardoor als het ware verschuiven. Bij tijdelijke onderbrekingen in de magmaaanvoer ontstaan zo vulkanen op een rijtje. Of dit werkelijk zo gebeurt, is overigens nog een punt van discussie. Een ander punt van discussie is waar zich de ‘voet’ van de pluimen bevindt: ergens in de aardmantel of op het grensvlak tussen aardmantel en kern; dit laatste is door veel deskundigen lang voor onmogelijk gehouden.

Tot voor kort werd gedacht dat het Hawaiiaanse magma ergens uit de aardmantel afkomstig was (A). Recent onderzoek doet echter voermoeden dat deze uit nog veel diepere regionen opborrelt; misschien wel vanuit het grensvlak tussen aardmantel en -kern, op bijna 3000 km diepte (B).

Nu lijkt het erop dat de pluim waaruit Hawaii voortkomt, wel degelijk van die diepte komt. Dat blijkt uit onderzoek waarbij een nieuw type massaspectrometer werd gebruikt om het element thallium in de vulkanische gesteenten van Hawaii nauwkeuriger te karakteriseren dan tot nu toe mogelijk was. Met die nieuwe techniek kan gereconstrueerd worden aan welke fysische, chemische en biologische processen het thalliumhoudende materiaal onderworpen is geweest. Hierdoor is het ook mogelijk om vast te stellen waar het materiaal uit het inwendige der aarde vandaan komt. Voor het onderzochte gesteente blijkt dat alleen het grensgebied tussen aardkern en aardmantel te kunnen zijn.

Thallium komt overvloedig in de aardkorst voor. Door met de nieuwe technieken te reconstrueren aan welke processen het thalliumhoudende materiaal onderworpen is geweest, hebben wetenschappers ontdekt dat de Hawaiiaanse mantelpluim uit veel diepere aardlagen afkomstig is.

De wetenschappelijke consequenties daarvan zijn groot. Zo is nog steeds onduidelijk of de convectiecellen in de aardmantel een hoogte hebben die overeenkomt met de dikte van de hele mantel, of dat er twee (of meer) lagen convectiecellen in de mantel zijn. De nieuwe resultaten geven aan dat de eerste situatie in ieder geval voorkomt. Een tweede interessante conclusie die uit het onderzoek kan worden getrokken is dat sedimenten (dus materiaal uit de dunne aardkorst) door subductie duizenden kilometers omlaag kunnen zakken tot op de grens van kern en mantel, om vandaar weer met een mantelpluim naar het aardoppervlak terug te keren. Zo’n cyclus lijkt 1-2 miljard jaar in beslag te nemen.

Boven: Onder een dun gestold pakket gloeit de lava van de Kilauea. Onder: Een fontein van lava op Hawaii. ( bron: United States Geological Survey)

Bron:

Nielsen, S.G., Rehkämper, M., Norman, M.D., Halliday, A.N. & Harrison, D., 2006. Thallium isotopic evidence for ferromanganese sediments in the mantle source of Hawaiian basalts. Nature 439, p. 314-317.

Zie ook:

Lees ook meer nieuws op de website van NGV Geoniews

Dit artikel is een publicatie van NGV Geonieuws.
© NGV Geonieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 april 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.