Rudolf Cole
0 
1733
132
De continenten van de aarde zijn mogelijk ontstaan onder grote bergketens zoals de Andes.
Nieuw onderzoek dat een mysterieus ontbrekend sporenelement combineert, een 66 miljoen jaar oud gesteente dat door een oude vulkaan is opgeblazen, en een database van alle gesteentechemie die wetenschappers in de afgelopen eeuw hebben geanalyseerd, verklaart waarom de aarde continenten heeft. De studie, gepubliceerd op 16 januari in het tijdschrift Nature Communications, suggereert dat waar bergen worden geboren, ook continenten zijn.
"Het is als een legpuzzel", zegt studieleider Ming Tang, een postdoctoraal onderzoeker in de geologie aan de Rice University in Houston. "Er ontbreekt een onderdeel in deze continentale legpuzzel, en het lijkt erop dat we het antwoord hebben gevonden." [Photo Timeline: How the Earth Formed]
Het ontbrekende stuk
Het ontbrekende stuk is een zeldzaam aardmetaal genaamd niobium. In de middelste laag van de aarde, de mantel genaamd, en in de oceanische korst (het deel van de buitenste laag van de planeet dat bedekt is met zeeën), komen niobium en een ander zeldzaam aardelement, tantaal, meestal samen in een consistente verhouding voor. De continentale korst is raar, vertelde Tang. De korst waaruit de continenten bestaan, bevat relatief weinig niobium.
Het geval van dat ontbrekende niobium in de continentale korst heeft geowetenschappers decennialang lastiggevallen. Tang ging erop jagen in een gesteente-geochemische database die werd onderhouden door het Max Planck Instituut in Duitsland. Hij zocht subductiezones, waar de korst in de mantel en magma's wordt gemalen. Dat magma heeft, wanneer het wordt afgekoeld, het potentieel om continenten te creëren. Niobium ontbrak niet in veel van deze subductiezones, ontdekte Tang. Maar het was bizar afwezig in bepaalde berggebieden zoals de Andes.
De Andes is een enorm berggebied, aangedreven door de nabijgelegen tektoniek van een subductiezone. Terwijl de oceanische korst voor de kust van Zuid-Amerika knarst onder de continentale korst, stijgt de rusteloze Andes en spuwt magma uit enkele van de hoogste vulkanen op aarde, zei Tang..
Regio's zoals de Andes - die zich bovenop een subductiezone vormen - staan bekend als continentale bogen, en ze zijn speciaal omdat de korst daar ongeveer twee keer zo dik is als een gewone continentale korst, zei Tang. Helaas is de chemie van de rotsen op de bodem van deze korst een mysterie. Op bijna 80 kilometer onder het oppervlak zijn deze rotsen ontoegankelijk.
Voer de xenoliet in
Gelukkig waren de Sierra Nevada-bergen in het westen van de Verenigde Staten vroeger een actief berggebied, net als de Andes tegenwoordig. Tang, samen met Rice University-petroloog Cin-Ty Lee, en hun collega's analyseerden een monster van gesteente dat zo'n 66 miljoen jaar geleden werd gevormd en ongeveer 25 miljoen jaar geleden tijdens een vulkaanuitbarsting naar de oppervlakte werd geduwd. Deze rots, een xenoliet genaamd, vormde oorspronkelijk diep aan de voet van de Sierra Nevada toen ze een actieve continentale boog waren - de onderzoekers vonden de rots in Arizona.
De rots "zou een heel mooie, uitstekende analoog kunnen zijn voor de diepe korst onder de Andes", zei Tang.
De analyse toonde aan dat de continentale boog xenoliet extra niobium had. Tang en zijn collega's hadden het ontbrekende zeldzame-aarde-element van het continent gevonden: het verloren niobium zit vast op de bodem van continentale bogen.
Niobium raakt zo diep gevangen vanwege de unieke omstandigheden onder deze superdikke delen van de aardkorst. Onder continentale bogen, vanwege de dikke korst, staat de mantel onder hoge druk, zei Tang. Onder hoge druk kristalliseert een titaniummineraal genaamd rutiel uit magma. Rutiel vangt grote hoeveelheden niobium op, en niet veel tantaal. Het is ook erg dicht, dus het valt diep in de korst terwijl andere rotsen naar de oppervlakte circuleren.
Omdat de continentale korst niobium mist, moet het zich hebben gevormd onder deze continentale boogomstandigheden, zei Tang. En dat betekent dat plaatsen zoals de Andes tegenwoordig waarschijnlijk het zaad van alle continenten op aarde bevatten.
"Elk stukje continent waar we nu op staan, begon waarschijnlijk met deze bergopbouwprocessen", zei Tang.
- Foto's: 's werelds hoogste bergen
- Afbeeldingen: Antarctic Odyssey - The Majestic Transantarctic Mountains
- In foto's: oceaan verborgen onder het aardoppervlak
Oorspronkelijk gepubliceerd op .