Rudolf Cole
0 
4011
777
Terwijl de tektonische platen van de aarde onder elkaar duiken, slepen ze drie keer zoveel water het binnenste van de planeet in als eerder werd gedacht.
Dat zijn de resultaten van een nieuw artikel dat vandaag (14 november) is gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Met behulp van het natuurlijke seismische gerommel van de aardbevingsgevoelige subductiezone bij de Marianas-geul, waar de Pacifische plaat onder de Filippijnse plaat glijdt, konden onderzoekers schatten hoeveel water wordt opgenomen in de rotsen die diep onder het oppervlak duiken. [In foto's: oceaan verborgen onder het aardoppervlak]
De vondst heeft belangrijke gevolgen voor het begrijpen van de diepe watercyclus van de aarde, schreef onderzoeker Donna Shillington, onderzoeker naar mariene geologie en geofysica van het Lamont-Doherty Earth Observatory aan de Columbia University in een opiniestuk bij het nieuwe artikel. Water onder het aardoppervlak kan bijdragen aan de ontwikkeling van magma en kan fouten smeren, waardoor aardbevingen waarschijnlijker worden, schreef Shillington, die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek..
De diepe watercyclus
Water wordt opgeslagen in de kristallijne structuur van mineralen, schreef Shillington. De vloeistof wordt opgenomen in de aardkorst, zowel wanneer zich gloednieuwe, gloeiend hete oceanische platen vormen als wanneer dezelfde platen buigen en barsten terwijl ze onder hun buren malen. Dit laatste proces, subductie genaamd, is de enige manier waarop water diep in de korst en de mantel dringt, maar er is weinig bekend over hoeveel water tijdens het proces beweegt, schreven studieleider Chen Cai van de Washington University in St.Louis en zijn collega's in hun nieuw papier.
"Voordat we dit onderzoek deden, wist elke onderzoeker dat water naar beneden moet worden gevoerd door de zinkende plaat," vertelde Cai. 'Maar ze wisten gewoon niet hoeveel water.'
De onderzoekers gebruikten gegevens die werden opgepikt door een netwerk van seismische sensoren die rond de centrale Marianas Trench in de westelijke Stille Oceaan waren geplaatst. Het diepste deel van de greppel ligt bijna 11 kilometer onder zeeniveau. De sensoren detecteren aardbevingen en de echo's van aardbevingen die als een bel door de aardkorst rinkelen. Cai en zijn team hielden bij hoe snel die temblors reisden: een vertraging in snelheid, zei hij, zou wijzen op met water gevulde breuken in rotsen en 'gehydrateerde' mineralen die water opsluiten in hun kristallen.
Ontbrekend water
De onderzoekers observeerden dergelijke vertragingen diep in de korst, ongeveer 30 km onder het oppervlak, zei Cai. Met behulp van de gemeten snelheden, samen met de bekende temperaturen en drukken die daar worden gevonden, berekende het team dat de subductiezones elke miljoen jaar 3 miljard teragrammen water in de korst trekken (een teragram is een miljard kilogram).
Zeewater is zwaar; een kubus van dit water van 1 meter lang aan elke kant zou 1024 kilogram wegen. Maar toch, de hoeveelheid die door subductiezones wordt afgebroken, is verbijsterend. Het is ook drie keer zoveel water als voorheen werd geschat dat subductiezones zouden opnemen, zei Cai.
En dat roept enkele vragen op: het water dat naar beneden gaat, moet omhoog komen, meestal in de inhoud van vulkaanuitbarstingen. De nieuwe schatting van hoeveel water er naar beneden gaat, is groter dan schattingen van hoeveel er door vulkanen wordt uitgestoten, wat betekent dat wetenschappers iets missen in hun schattingen, aldus de onderzoekers. Er ontbreekt geen water in de oceanen, zei Cai. Dat betekent dat de hoeveelheid water die naar beneden wordt gesleept in de korst en de hoeveelheid die eruit wordt gespoten ongeveer gelijk moet zijn. Het feit dat ze dat niet zijn, suggereert dat er iets is aan de manier waarop water door het binnenste van de aarde beweegt dat wetenschappers nog niet begrijpen.
"Er moeten nog veel meer onderzoeken op dit aspect worden gericht", zei Cai.
- 50 interessante feiten over de aarde
- Infographic: hoogste berg tot diepste oceaangeul
- Foto-tijdlijn: hoe de aarde is ontstaan