Voor het eerst heeft een internationaal team van wetenschappers een lang stuk gesteente gevonden dat afkomstig is uit de aardmantel. Deze laag net onder de aardkorst vormt het grootste deel van het binnenste van de planeet. Als we deze laag begrijpen, kunnen we dus veel leren over enkele van de explosievere kenmerken van de aarde. Deze vrijwel ononderbroken 1268 meter lange mantelrots wordt beschreven in een studie die op 8 augustus in het tijdschrift werd gepubliceerd. Wetenschap. De rotsen onthullen een uitgebreidere geschiedenis van smelten in de blootgestelde rotsen dan het team aanvankelijk had verwacht.
[Related: Earthquake models get a big shakeup with clues buried in the San Andreas fault.]
De rotsen werden uit een tektonische venster getrokken – een deel van de zeebodem waar rotsen uit de aardmantel langs de Mid-Atlantische Rug bloot kwamen te liggen. Deze bergkam langs de bodem van de Atlantische Oceaan strekt zich 16.000 kilometer uit van het noordpoolgebied tot het zuidelijkste puntje van Afrika en maakt deel uit van de langste bergketen op aarde. Volgens NOAA zijn dit soort mid-oceanische ruggen geologisch belangrijk omdat ze voorkomen langs een soort plaatgrens waar nieuwe oceaanbodem ontstaat als de platen zich uit elkaar spreiden.
De kern werd ontdekt in het voorjaar van 2023, tijdens Expeditie 399 “Building Blocks of Life, Atlantis Massif” op een oceaanboorschip JOIDES-resolutie. Volgens het team hopen de rotsen mysteries te helpen ontrafelen over de rol van de mantel in de oorsprong van het leven op aarde, hoe vulkanische activiteit wordt gegenereerd wanneer delen van de mantel smelten, en hoe deze mondiale cycli van sleutelelementen, waaronder waterstof en koolstof, aandrijft.
Het team leidde het International Ocean Discovery Program. Dit internationale mariene onderzoeksconsortium uit twintig landen haalt sedimentkernen op. Deze cilindrische monsters van gesteente, zand en ander sediment uit de oceaanbodem zijn als een tijdlijn van de geschiedenis van onze planeet. Sinds de kern werd geboord, heeft het expeditieteam een inventaris van mantelgesteenten samengesteld om hun samenstelling, structuur en context beter te begrijpen.
“Toen we vorig jaar de rotsen hebben gewonnen, was dat een grote prestatie in de geschiedenis van de aardwetenschappen, maar meer nog, de waarde ervan ligt in wat kernen van mantelgesteenten ons kunnen vertellen over de samenstelling en evolutie van onze planeet”, zegt Johan. Lissenberg, co-auteur van de studie en geoloog aan de Cardiff University in Wales, zei hij in een verklaring. “Onze studie begint te kijken naar de samenstelling van de mantel door de mineralogie van de gevonden rotsen te documenteren, evenals hun chemische samenstelling.”
Volgens Lissenberg waren de resultaten heel anders dan ze hadden verwacht. Het gesteente bevatte minder pyroxeenmineralen en een hogere concentratie magnesium. Beide resulteren in grotere hoeveelheden smelten dan het team had voorspeld. Dit smelten vond plaats toen de mantel vanuit de diepere delen van de aarde naar het oppervlak steeg. De resultaten van verdere analyse van dit proces kunnen implicaties hebben voor het begrijpen van hoe magma zich vormt en tot vulkanisme leidt.
“We hebben ook kanalen gevonden waardoor smelt door de mantel werd getransporteerd, zodat we het lot van magma kunnen volgen nadat het zich vormt en naar het aardoppervlak reist”, zei Lissenberg. ‘Dit is belangrijk omdat het ons vertelt hoe de mantel smelt en vulkanen voedt, vooral die op de oceaanbodem die verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van het vulkanisme op aarde. Toegang tot deze mantelrotsen zal ons in staat stellen een verband te leggen tussen vulkanen en de ultieme bron van hun magma.”
[Related: See 24,000 years of climate history at a glance.]
Bovendien heeft dit vroege kernonderzoek eerste resultaten opgeleverd over hoe een overvloedig mineraal in het mantelgesteente, olivijn genaamd, reageert met zout zeewater. Dit proces leidt tot een reeks chemische reacties waarbij waterstof en andere moleculen ontstaan die het leven kunnen voeden. Wetenschappers geloven dat dit een van de belangrijkste processen is geweest die het leven op aarde hebben aangewakkerd.
“De rotsen die aanwezig waren op de vroege aarde lijken meer op de rotsen die we tijdens deze expeditie hebben teruggevonden dan de gewone rotsen die vandaag de dag onze continenten vormen”, zegt Susan Q. Lang, co-auteur van het onderzoek en geoloog van het Woods Hole Oceanographic Institution. stelling. “Het analyseren ervan geeft ons een kritische blik op de chemische en fysieke omgeving die aanwezig was in de vroege geschiedenis van de aarde, en die op geologisch lange tijdschalen een consistente bron van brandstof en gunstige omstandigheden had kunnen bieden om de vroegste vormen van leven te huisvesten.” ”