De continentale rots die aan de oostkust van Noord-Amerika ligt, is tektonisch behoorlijk saai. De laatste dramatische geologische gebeurtenissen daar gebeurden ongeveer 200 miljoen jaar geleden, en de meeste veranderingen zijn sindsdien veroorzaakt door erosie door gletsjers, wind en water.
Maar een project dat hielp de rotslagen onder het continent met een ongekende helderheid in beeld te brengen, heeft geholpen een klein, ongebruikelijk kenmerk te onthullen dat een relatief nieuwe "klodder" van hete, stijgende rotsen onder een deel van het noordoosten van de VS lijkt te zijn.
Het ongebruikelijke kenmerk was al eerder opgemerkt, toen wetenschappers de seismische golven gebruikten die routinematig door het binnenste van de aarde kaatsten om enkele van de onder onze voeten verborgen structuren te onthullen. Dergelijke golven reizen met verschillende snelheden en hoeken door verschillende soorten gesteente, inclusief gesteenten van verschillende temperaturen en gesteente dat in verschillende richtingen beweegt. De kleine functie onder het noordoosten verscheen als een gebied met een ongewoon hoge temperatuur, maar de foto's waren behoorlijk vaag.
Doe mee aan het EarthScope-project, een door National Science Foundation gefinancierd streven dat duizenden seismische detectoren en andere instrumenten in de Verenigde Staten heeft geplaatst om een duidelijker beeld te krijgen van de verschillende kenmerken - zoals aardbevingsfouten en verschillende lagen oude rots - die hieronder op de loer liggen het oppervlak. Levin vergeleek de EarthScope-gegevens met het gebruik van een kleine zaklamp in een stoffige kamer tot een plafondlamp.
Of, om het te vergelijken met een ander project dat de wereld verlicht, 'het is vergelijkbaar met het opsturen van Hubble', zei hij, verwijzend naar de legendarische ruimtetelescoop.
Met de hulp van niet-gegradueerde studenten die aan scriptieprojecten werkten, ontdekten Levin en zijn collega's dat de veelbetekenende striae achterbleven toen de rots in de binnenbewegingen van de aarde ontbrak in hetzelfde gebied waar de rots onder het oppervlak heter leek.
Alles bij elkaar suggereert het bewijs dat een klodder hete rots zo'n 160 kilometer naar beneden opwelt in het bovenste deel van de aardmantel (de aardlaag net onder de korst), aldus de auteurs van het onderzoek.
De exacte bron van deze blob is niet duidelijk; het heeft niet de diepe wortels in de mantel die te zien is bij hotspots zoals die onder Yellowstone of de Hawaiiaanse eilanden liggen en de warmwaterbronnen van de eerste en de vulkanen van Hawaii op elke plaats van brandstof voorzien, zei Levin.
Barbara Romanowicz, een geofysicus bij UC Berkeley die niet bij het onderzoek betrokken was, zei in een e-mail dat deze blob zou kunnen worden gekoppeld aan een materiaalvinger dieper in de mantel die zij en een van haar afgestudeerde studenten beschrijven in werk dat momenteel wordt beoordeeld voor publicatie in een wetenschappelijk tijdschrift. Die vinger strekt zich horizontaal uit langs een hotspot-spoor (of het spoor dat is achtergelaten toen tektonische platen over een vulkanische hotspot bewogen) van de mid-Atlantische rand - de naad die door het midden van de oceaanbodem loopt - landinwaarts en noordwaarts, zei ze.
'Er kunnen andere functies zijn, zoals degene die ze op deze track documenteren, die in de diepere leiding tikken. De gegevens zijn er gewoon niet om ze te zien', zei Romanowicz.
De kleine omvang en hete temperatuur van de klodder suggereren ook dat het een relatief jonge functie is - op de schaal van tientallen miljoenen jaren oud - omdat het waarschijnlijk zou zijn afgekoeld als het jonger was, zei hij. Er zijn ook geen oppervlaktekenmerken die erop kunnen worden aangesloten, omdat het ver onder de onderkant van de tektonische plaat zit, voegde Levin eraan toe.
Mechanismen die ervoor zorgen dat bellen van mantelmateriaal dichter bij het oppervlak komen dan normaal, zouden de boosdoener voor de klodder kunnen zijn, zei hij, maar dat zou meer werk vergen om te onderzoeken.
Een andere grote vraag is of dit een kenmerk is dat vaker voorkomt onder de continenten van de aarde, of dat het meer een nieuwsgierigheid is. Om dat te beantwoorden, zouden wetenschappers versies van EarthScope op andere continenten moeten implementeren om hetzelfde soort nauwkeurige afbeeldingen te krijgen die voor Noord-Amerika zijn verkregen, zei Levin.
'Dit is het soort resolutie dat we overal nodig hebben, en ik zou zeggen, niet alleen onder continenten, maar ook onder oceanen. Misschien nog meer onder oceanen', zei Romanowicz. Kosten en technische uitdagingen hebben dergelijke inspanningen tot nu toe belemmerd, maar er is een hernieuwde interesse in het implementeren van dergelijke netwerken. 'Dit zal helpen om het sanitair in de aardmantel te achterhalen en veel van de actie vindt plaats onder de oceanen', zei ze.
