Pas ontdekt geologisch fenomeen duwt Amerika's en Afrika en Europa uit elkaar

De tektonische platen waarop Noord- en Zuid-Amerika liggen en de platen die vastzitten aan Europa en Afrika, wijken uit elkaar met zo'n 4 centimeter per jaar. Tussen de continenten ligt de Mid-Atlantische Rug, een plaats waar nieuwe platen gevormd worden en die de scheidingslijn vormt tussen platen die naar het westen bewegen en platen die naar het oosten wegschuiven. Onder de rug komt er materie naar boven die de plaats opvult die ontstaan is doordat de platen uit elkaar gaan. 

De conventionele visie is dat het uit elkaar wijken van de platen wordt aangedreven door gravitationele krachten - zwaartekracht - vanop een verre afstand, doordat de zwaardere delen van de platen ver weg opnieuw wegzinken in de aarde. De zwaardere delen die wegzinken aan de randen van de platen, trekken als het ware de platen uit elkaar waar ze elkaar raken in het midden van de oceaan. 

Het probleem is dat de Atlantische Oceaan niet omringd wordt door dergelijke zware, wegzinkende delen van platen en dus is het een raadsel wat de platen uit elkaar drijft in het midden van de oceaan. 

Nu heeft een team van seismologen onder leiding van de University of Southampton bewijzen gevonden voor een opwelling in de aardmantel - het materiaal tussen de aardkorst en de kern van de aarde - vanop diepten van meer dan 600 kilometer onder de Mid-Atlantische Rug. Die opwelling kan de platen van onderuit wegduwen en zo maken dat de continenten verder uit elkaar gaan. 

Normaal gezien denkt men dat de opwellingen onder ruggen afkomstig zijn van veel kleinere diepten, van zo'n 60 kilometer.  

Het team achter de studie stelde 39 seismometers op in het midden van de bodem van de Atlantische Oceaan in het kader van het PI-LAB (Passive Imaging of the Lithosphere-Asthenosphere Boundary) experiment en van EURO-LAB (Experiment to Unearth the Rheological Oceanic Lithosphere-Asthenosphere Boundary). De seismometers stonden verspreid over zo'n 1.000 kilometer en ze bleven een jaar lang werken om aardbevingen van over de hele wereld te registreren. 

De seismometers legden vast hoe de seismische golven van de aardbevingen zich door de verschillende zones van de aardmantel bewogen. 

De gegevens van de seismometers stelden de onderzoekers in staat om voor het eerst op grote schaal een beeld in hoge resolutie op te stellen van de aardmantel onder de Mid-Atlantische Rug. 

Het experiment is een van de weinige die ooit op deze schaal zijn uitgevoerd in de oceanen en het liet het team toe variaties in de structuur van de aardmantel in beeld te brengen op diepten tussen 410 en 660 kilometer. Tussen die diepten ligt de zogenoemde manteltransitiezone, een overgangszone tussen de bovenmantel en de ondermantel van de aarde, die gekenmerkt wordt door abrupte faseovergangen in de mineralen van de mantel. Die mineralen nemen dichtere kristalstructuren aan naarmate de diepte en de druk groter worden. 

Het signaal dat de seismologen zagen, wees op een onverwachte, trage, diepe opwelling van materiaal vanuit de diepere aardmantel. 

"Dit was een gedenkwaardige missie die ons in totaal 10 weken naar het midden van de Atlantische Oceaan bracht", zei hoofdauteur Matthew Agius. "De ongelooflijke resultaten werpen nieuw licht op onze kennis van hoe het binnenste van de aarde verbonden is met platentektoniek, en we hebben waarnemingen opgetekend die nooit eerder gezien zijn." 

Agius was een postdoctoraal onderzoeker aan de University of Southampton die nu aan de Università degli studie Rome Tre werkt. Platentektoniek is de wetenschappelijke theorie over hoe de bovenste laag van de aarde verdeeld is in platen die zich onafhankelijk van elkaar bewegen. 

"Dit was volkomen onverwacht", zei doctor Kate Reichert, een van de leiders van het onderzoek. "Het heeft belangrijke gevolgen voor onze kennis over de evolutie van de aarde en haar bewoonbaarheid. Het toont ook aan hoe belangrijk het is nieuwe data te verzamelen uit de oceanen. Er is nog zo veel te onderzoeken."

"Dit werk is opwindend en het ontkracht aannames die al lang geloofd worden over het feit dat de mid-oceanische ruggen enkel een passieve rol spelen in de platentektoniek", zei professor Mike Kendall van de University of Oxford, een andere leider van het onderzoek. "Het suggereert dat in plaatsen zoals het midden van de Atlantische Oceaan krachten rond de rug een belangrijke rol spelen bij het uit elkaar drijven van nieuw gevormde platen." 

De onderzoekers zeggen dat de bevindingen van de studie een beter inzicht bieden in de platentektoniek, die veel natuurrampen veroorzaakt, onder meer aardbevingen, tsunami's en vulkaanuitbarstingen. Ze kunnen wetenschappers helpen betere modellen en waarschuwingssystemen te ontwikkelen voor natuurrampen. De platentektoniek heeft ook een impact op het zeeniveau en heeft zodoende ook een invloed op de schattingen in verband met de klimaatverandering op een geologische - erg lange - tijdschaal. 

De studie van de onderzoekers van de universiteiten van Southampton en Oxford is gepubliceerd in Nature. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van de University of Southampton. 

Een video (Engels) van de universiteit van Southampton met uitleg over het experiment en de studie.