Een gesteentemonster uit de aardmantel bekeken onder een microscoop
Johan Lissenberg
Midden in de Noord-Atlantische Oceaan hebben geologen 1.268 meter onder de zeebodem begraven – het diepste gat dat ooit in de aardmantel is geboord. Analyse van de resulterende rotskern biedt nieuwe aanwijzingen over de evolutie van de buitenste lagen van onze planeet, en misschien zelfs over de oorsprong van het leven.
De aarde bestaat over het algemeen uit verschillende lagen, waaronder de vaste buitenste korst, de bovenste en onderste mantel en de kern. De bovenste mantel, die zich net onder de korst bevindt, bestaat voornamelijk uit een magnesiumrijk gesteente dat peridotiet wordt genoemd. Deze laag drijft belangrijke planetaire processen aan, zoals aardbevingen, de watercyclus en de vorming van vulkanen en bergen.
‘Tot nu toe hadden we alleen toegang tot fragmenten van de mantel’, zegt Johan Lissenberg van de Universiteit van Cardiff, Verenigd Koninkrijk. “Maar er zijn een aantal plaatsen waar de mantel op de zeebodem zichtbaar is.”
Een van deze gebieden is een onderwaterberg genaamd het Atlantismassief, gelegen nabij het vulkanisch actieve gebied van de Mid-Atlantische Rug. De voortdurend stijgende en smeltende delen van de mantel veroorzaken de vele vulkanen in het gebied. Terwijl zeewater dieper in de mantel doordringt, wordt het door hogere temperaturen opgewarmd en worden chemische verbindingen zoals methaan geproduceerd, die via hydrothermale ventilatieopeningen terugkeren en brandstof leveren voor het microbiële leven.
“Er zit een soort chemische keuken in de ondergrond van het Atlantismassief”, zegt Lissenberg.
Om meer over deze dynamische regio te weten te komen, waren hij en zijn collega’s oorspronkelijk van plan om met het JOIDES Resolution-boorschip 200 meter in de mantel te boren, dieper dan onderzoekers ooit eerder hadden kunnen doen.
“Toen zijn we begonnen met boren en het ging ongelooflijk goed”, zegt teamlid Andrew McCaig van de Universiteit van Leeds, VK. “We hebben hele lange stukken ononderbroken gesteente teruggevonden en besloten om erbij te blijven en zo diep mogelijk te gaan.”
Uiteindelijk slaagde het team erin om 1.268 meter diep in de mantel uit te graven.
Bij het analyseren van het boorkernmonster ontdekten de onderzoekers dat het veel lagere niveaus van een mineraal genaamd pyroxeen bevatte in vergelijking met andere mantelmonsters die over de hele wereld waren verzameld. Dit suggereert dat dit specifieke deel van de mantel in het verleden aanzienlijk is gesmolten, waardoor het pyroxeen is uitgeput, zegt Lissenberg.
In de toekomst hoopt hij dit smeltproces te reconstrueren, wat ons zou kunnen helpen begrijpen hoe de mantel smelt en hoe dat gesmolten gesteente naar de oppervlakte migreert om oceaanvulkanen te voeden.
Sommige wetenschappers denken dat het leven op aarde begon in de diepten van de oceaan, vlakbij hydrothermale bronnen. Door de chemicaliën te onderzoeken die langs de cilindrische rotskern verschijnen, hopen microbiologen de omstandigheden te bepalen die mogelijk tot leven hebben geleid en hoe diep onder de oceaanbodem het is ontstaan.
“Het is een heel belangrijk boorgat omdat het een referentiegedeelte zal zijn voor wetenschappers uit vele takken van de wetenschap”, zegt McCaig.
‘Een eendimensionaal monster van de aarde kan geen volledige informatie verschaffen over de driedimensionale trajecten van smelt- en watermigratie, maar het is nog steeds een grote prestatie’, zegt John Wheeler van de Universiteit van Liverpool, VK.
Onderwerpen: