GRENSLAAG OP 200 KM DIEPTE IN BUITENLAAG VAN AARDMANTEL

Onderzoekers van de universiteit van Göttingen en van het Geo Forschungs Zentrum in Potsdam hebben op een diepte van 200 kilometer onder het noordwesten van de Stille Oceaan een opvallende structuur in de aardmantel ontdekt (Geophysical Journal International oktober). De structuur kwam aan het licht na het analyseren van de trajecten van seismische golven door de aarde. Zulke golven worden al sinds lang gemeten voor het bestuderen van het inwendige van de aarde, omdat zij gevoelig zijn voor de veranderingen die zij op hun weg ontmoeten.

De onderzoekers analyseerden de golven van 124 aardbevingen. Deze golven waren geregistreerd met de Yellowknife Array: een kruisvormige opstelling van 18 seismometers binnen een gebied van 20 bij 20 kilometer bij het Great Slave Lake in het noorden van Canada. De bestudeerde golven lichtten tijdens hun tocht door de aarde de bovenmantel onder het gebied tussen de Hawaii-eilanden en de Koerilen door.

Uit de nauwkeurig gemeten reistijden van deze golven hebben de Duitse geofysici afgeleid dat zich op een diepte van gemiddeld 200 kilometer onder het noordwestelijk deel van de Stille Oceaan een discontinuïteit in de bovenmantel bevindt. Het betreft een structuur die nog geen 7 kilometer dik is, maar waarvan de diepte over afstanden van enkele honderden kilometers enkele tientallen kilometers kan variëren. De onderzoekers suggereren dat het hier om de zogeheten Lehmann-discontinuïteit gaat, een structuur die al eerder op enkele plaatsen onder continenten is gevonden maar nog nooit onder de oceaanbodem.

Sommige discontinuïteiten, zoals die op 410 en 660 kilometer diepte, komen overal in de aardmantel voor en variëren slechts weinig in diepte. Zij hangen waarschijnlijk samen met faseveranderingen in het onder zeer hoge druk en temperatuur staande mantelmateriaal. De discontinuïteit op 200 kilometer diepte ontstaat waarschijnlijk door een verandering in de hoofdrichting van kristallen in een zone die de lithosfeer scheidt van de asthenosfeer (de plastische buitenste laag van de mantel). De Duitse onderzoekers denken dat het vooral de relatief sterk wisselende diepte van deze zeer dunne grenslaag is die zijn detectie bemoeilijkt. Dit zou er op kunnen wijzen dat ook de Lehmann-discontinuïteit een wereldomspannende structuur in de aardmantel is.

    • George Beekman