Het diepe deel van de middelste laag van de aarde is in beweging.
Uit nieuw onderzoek blijkt dat de onderste mantel, gelegen tussen 410 mijl en 621 mijl (660 en 1.000 kilometer) onder de aardkorst, dynamischer is dan eerder werd aangenomen. Deze diepe laag stroomt en vervormt druk in subductiezones, waar platen van oceanische korst als zinkende schepen door de aardlagen naar beneden storten.
"Traditioneel werd gedacht dat de stroming van gesteente in de onderste mantel van de aarde traag is totdat je de kern van de planeet raakt, met de meeste dynamische actie die plaatsvindt in de bovenste mantel die slechts tot een diepte van 660 km (410 mijl) gaat", aldus studieleider Ana Ferreira, seismoloog aan het University College London en de Universiteit van Lissabon, zei in een verklaring. 'We hebben aangetoond dat dit toch niet het geval is in grote regio's diep onder de Stille Zuidzee en Zuid-Amerika.'
De lagen begrijpen
De aardmantel is gemaakt van heet gesteente, stevig maar gemakkelijk te buigen en te vervormen. De overgang tussen de bovenmantel en de ondermantel ligt 410 mijl (660 km) onder het oppervlak. Deze twee lagen zijn verschillend; de bovenste mantel is bijvoorbeeld meestal gemaakt van het stollingsgesteente peridotiet, terwijl de onderste mantel rijk is aan de mineralen bridgmaniet en magnesium-ijzeroxide ferropericlase. De twee lagen verschillen ook in temperatuur en druk.
Ferreira en haar collega's begonnen het bovenste deel van de onderste mantel te onderzoeken met behulp van een computermodel van het binnenste van de aarde, gemaakt met 43 miljoen echte seismische metingen van de planeet. In het bijzonder gebruiken geofysici de natuurlijke echo's van aardbevingen over de hele wereld om in beeld te brengen wat zich in de planeet bevindt. Door te kijken hoe de golven van snelheid en richting veranderen, kunnen onderzoekers informatie verzamelen over de verschillende samenstellingen van gesteente en mineralen in de mantel, en aanwijzingen geven over de structuur en eigenschappen ervan.
In de studie concentreerden de onderzoekers zich op wat er gaande was in subductiezones, gebieden waar oceanische korst onder de continentale korst duikt als een transportband, rotsen en mineralen diep in de mantel recycleert. Deze platen duiken naar de kern en overschrijden de grens tussen de bovenste en onderste mantel.
Dynamische mantel
De resultaten toonden aan dat de ondermantel in subductiezones verrassend dynamisch is, vooral rond de randen van de platen van oude korst die zich door de lagen storten. De reden, zo ontdekten de onderzoekers, lijkt iets te zijn dat "dislocation creep" wordt genoemd, namelijk de vervorming van kristallen en kristallijn materiaal veroorzaakt door de beweging van defecten in de kristallen. Deze kruip wordt veroorzaakt doordat de aardkorst in wisselwerking staat met de mantelsteen, waardoor de mantel wordt gestimuleerd om te vervormen en (zeer langzaam) te stromen.
De onderzoekers vonden bewijs voor deze kruip onder de Westelijke Stille Oceaan en Zuid-Amerika, dus het is nog niet duidelijk hoe wijdverspreid het is. Als de activiteit wereldwijd is, zou dit kunnen suggereren dat de aarde sneller afkoelt dan eerder werd geschat, zei co-auteur Manuele Faccenda van de Universiteit van Padova in de verklaring.
Hoewel de stroom van de mantel behoorlijk verwijderd lijkt van wat er in de korst gebeurt, bepaalt deze nogal wat over de omgeving van de planeet, zei Ferreira. Venus heeft bijvoorbeeld een vergelijkbare grootte en locatie in een baan als de aarde, maar de mantel stroomt waarschijnlijk heel anders.
'Hoe de mantel op aarde stroomt, kan bepalen waarom er leven op onze planeet is, maar niet op andere planeten, zoals Venus', zei ze.
De resultaten verschijnen vandaag (25 maart) in het tijdschrift Nature Geoscience.
