Door explosies te veroorzaken en te luisteren naar hun galm diep in de aarde, hebben wetenschappers het equivalent genomen van een CT-scan van de basis van een tektonische plaat. De resultaten laten zien dat de basis een dunne, gladde laag heeft die de plaat kan helpen over een meer viskeuze laag rots eronder te bewegen - en kan verklaren wat de tektoniek van de plaat drijft.
gerelateerde inhoud
- Studie zegt dat aardse platentektoniek slechts een fase kan zijn
- Diamanten houden geheim over platentektoniek
De theorie van de platentektoniek beschrijft hoe de platen van rots waaruit de starre schil van de aarde bestaat, de lithosfeer, rondvechten om structuren zoals continenten, bergen en diepe oceaangeulen te vormen. De theorie verklaart de belangrijkste aspecten van de planeet, waaronder continentale drift, aardbevingen en vulkanen. Maar de theorie van de platentektoniek bestaat pas 50 jaar en wetenschappers werken nog steeds veel van de details uit.
Tim Stern van de Victoria University in Nieuw-Zeeland en zijn collega's wilden aardbevingsgevaren in de regio Wellington, Nieuw-Zeeland, beter begrijpen. Enkele jaren geleden heeft het team een reeks geologische luisterposten uitgestippeld langs een lijn door Nieuw-Zeeland, waar de Pacifische plaat de Australische plaat onderwerpt of duikt. Ze boorden een reeks gaten langs die lijn, vulden de gaten met explosieven, vulden de gaten met grind en ontsteken de explosies een voor een. De onderzoekers gebruikten vervolgens de luisterapparatuur om te zien hoe de resulterende seismische golven door de plaat bewogen, waardoor ze een beeld konden creëren van wat ze niet direct konden zien.
Deze cartoon toont de oceanische lithosfeer van de Pacifische plaat die zich onder de continentale Australische plaat onderwerpt. De vergroting rechts toont het kanaal aan de basis van de plaat waardoor de plaat ongehinderd kan schuiven. (Tim Stern) De onderzoekers waren verrast om te ontdekken dat hun gegevens hen ongeveer 62 mijl onder het oppervlak lieten zien, een regio met de basis van de subducterende Pacifische plaat. Met een dikte van slechts 45 mijl was de plaat dunner dan gedacht, meldt het team vandaag in de natuur . Het grensgebied tussen de plaat en de viskeuze laag eronder, de asthenosfeer genaamd, was ook veel dunner op slechts ongeveer 3200 voet. Net daaronder was een 6-mijl dik kanaal - mogelijk met water of gesmolten gesteente - dat volgens de onderzoekers de beweging van de plaat smeert, vergelijkbaar met hoe een dunne laag gesmolten water onder een set ski's een skiër helpt glijden over de sneeuw.
Volgens Stern hebben de bevindingen belangrijke implicaties voor het uitzoeken van de krachten die op tektonische platen werken en hoe de platen bewegen. Er zijn twee concurrerende theorieën over wat plaatbeweging aandrijft: Eén houdt die convectie in de diepe mantel aandrijftektoniek. De tweede theorie zegt dat de platen bewegen als gevolg van krachten die trekken en duwen aan de randen waar ze zich onder hun buren onderwerpen. Een dun glad kanaal, zoals dat gevonden in de nieuwe studie, zou de plaat loskoppelen van de mantel, zegt Stern, waardoor de convectietheorie minder waarschijnlijk wordt.
Het onderzoek kan ook een al lang bestaand mysterie van de Hawaiiaanse eilanden verklaren. De eilandketen is gemaakt door een stationaire hotspot waar magma naar de oppervlakte wordt gedreven. Terwijl de Pacifische plaat boven de hotspot beweegt, creëren de vulkanische krachten nieuwe eilanden. Op de een of andere manier veranderde de keten een richting van 30 graden enkele miljoenen jaren geleden, merkt Stern op. Die wending heeft geofysici in de problemen gebracht, zegt hij, maar een theoretische studie had voorspeld dat een laagviskeuze laag onder de plaat de verschijnselen zou kunnen verklaren - een laag zoals die zojuist in Nieuw-Zeeland werd gevonden.
