Nieuwe metingen wijzen erop dat mysterieuze structuren in de ondermantel van onze planeet, die zo groot zijn als continenten, extreem stabiel zijn. Ze zijn mogelijk al miljarden jaren oud.
Twee enorme massa’s die onder de aardkorst schuilgaan, zijn mogelijk miljarden jaren oud. Ze weerstaan dus de woelige bewegingen in het binnenste van onze aarde. Dat blijkt uit een analyse van seismische golven die door de hele planeet trekken.
‘Als er een grote aardbeving is, gedraagt de hele aarde zich al een bel: hij zet uit en krimpt’, zegt geoloog Arwen Deuss van de Universiteit Utrecht. ‘De aarde verandert in een muziekinstrument.’ In plaats van geluidsgolven trekken er door de aarde dan seismische golven.
Stevenen we af op een ‘zandcrisis’?
Er dreigt wereldwijd een tekort aan zand, waarschuwen wetenschappers. Hoe zit dat? En gaan we daar in Nederland iets van merken?
Tientallen jaren geleden identificeerden geologen met behulp van deze golven twee vreemde structuren, elk zo groot als een continent. Een bevindt zich onder de Stille Oceaan en de ander zit onder Afrika. Ze strekken zich bijna 1000 kilometer uit, van de buitenkern tot in de langzaam bewegende laag tussen de aardkorst en -kern, de zogeheten ondermantel.
Dempende werking
Seismische golven trekken langzamer door deze objecten heen dan door de rest van de aarde. Daarom worden ze ‘grote traag afschuivende gebieden’ genoemd, in het Engels large low-shear-velocity provinces of LLSVP’s. Er is niet veel bekend over hun samenstelling of oorsprong.
Om meer informatie los te peuteren, analyseerden Deuss en haar collega’s hoe deze gebieden de energie van seismische golven dempen, naast dat ze de snelheid van de golven remmen. Zulke metingen geven inzicht in de temperatuur en samenstelling van de LLSVP’s, evenals in hun vorm en grootte.
De onderzoekers verwachtten dat de structuren – waarvan wordt aangenomen dat ze relatief warm zijn in vergelijking met de omliggende gebieden – de seismische golven behoorlijk zouden dempen. ‘We vonden het tegenovergestelde’, zegt Deuss.
Oerstructuren
Omdat de structuren geen demping veroorzaken, denken de onderzoekers dat de LLSVP’s bestaan uit mineralen met grote kristallen die stabiel blijven bij hogere temperaturen. Dit zou ook betekenen dat de gebieden zeer traag van vorm veranderen en hun stabiliteit kunnen behouden, zelfs als de mantel eromheen roerig beweegt.
Die stabiliteit zou ook betekenen dat deze structuren extreem oud zijn. Ze zouden dan al minstens een half miljard jaar bestaan, en mogelijk zelfs langer: ze kunnen zelfs zijn ontstaan bij de vorming van de planeet meer dan 4 miljard jaar geleden, aldus Deuss. Mogelijk bevatten ze ‘oermateriaal’ – spul dat sinds het ontstaan van de aarde niet is veranderd – dat soms via vulkanen het oppervlak bereikt. De geologen publiceerden hun vondst in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
