Pluim van vloeibaar gesteente onder Hawaii scherp in beeld

De pluim van stroperig gesteente die de Hawaïaanse eilandvulkanen voedt, is voor het eerst gedetailleerd waargenomen. De honderden kilometers brede kolom onder de archipel is zeker 1.500 kilometer diep, een kwart van de afstand tot het middelpunt van de aarde. Dat berichten wetenschappers van de universiteit van Hawaii en het Oceanografisch instituut Woods Hole Massachusetts (Science, 4 december).

Veel vulkanen ontstaan langs grenzen van tektonische platen. De oceaanbodem wordt daar weggeduwd en het hete, vloeibare gesteente komt er omhoog. Maar de vulkanische eilanden van Hawaii liggen midden op een tektonische plaat en zijn dus met zo’n proces niet verklaarbaar.

sDe Canadese geofysicus Tuzo Wilson opperde in 1963 dat onder Hawaii een zogeheten hotspot ligt, een pluim vloeibaar gesteente die opstijgt van diep uit de aarde.

De chemische samenstelling van Hawaïaans basalt versterkte dit vermoeden. Het materiaal bleek afkomstig te zijn van duizenden kilometers onder de aardkorst (Science, 1 oktober 2004). Directe waarnemingen van de mantelpluimen waren tot nu toe omstreden. Aardwetenschappers gebruiken daarvoor seismische topografie. Uit de snelheid waarmee aardbevingsgolven naar verschillende plaatsen aan het aardoppervlak reizen, maakt deze methode op of die golven zich hebben voortgeplant door warm materiaal, of materiaal met weinig ijzer en daardoor ook een laag soortelijk gewicht.

De Nederlandse aardwetenschapper Rob van der Hilst van het Massachusetts Institute of Technology betoogde dat die beelden van de aardmantel niet gedetailleerd genoeg zijn om mantelpluimen daadwerkelijk te zien. Een gebrek aan seismografen op de bodem van de Stille Oceaan bemoeilijkte de metingen.

Dat probleem is nu opgelost met een netwerk van 33 seismografen rond Hawaii, het hoofdeiland van de gelijknamige archipel. Uit metingen van de aankomsttijden van 97 aardbevingen concludeert het Amerikaanse team dat pal onder het hoofdeiland inderdaad een heel diepe pluim ligt van stroperig gesteente dat langzaam omhoogkomt.

Michiel van Nieuwstadt