Tientallen jaren lang hebben wetenschappers zich beziggehouden met twee kolossale, dichte gebieden die diep in de aarde op de loer liggen: massieve structuren die bekend staan als Large Low-Shear-Velocity Provinces (LLSVP’s). Deze raadselachtige formaties, de ene onder Afrika en de andere onder de Stille Oceaan, hebben zich verzet tegen een gemakkelijke verklaring. Nu suggereert nieuw onderzoek dat hun oorsprong niet ligt in oude botsingen of afkoelend magma, maar in een langzaam, primordiaal lek uit de kern van de aarde zelf.
Het al lang bestaande mysterie
De LLSVP’s, ontdekt in de jaren tachtig door middel van seismische gegevens, zijn gebieden waar aardbevingsgolven aanzienlijk langzamer reizen, wat wijst op een andere samenstelling dan het omringende mantelgesteente. Er waren theorieën in overvloed: overblijfselen van oude tektonische platen, aanhoudende effecten van de vroege gesmolten toestand van de aarde, of zelfs puin van de gigantische inslag die de maan vormde. Niemand verklaarde echter de stabiliteit en de bijzondere plaatsing van de klodders volledig.
Dit zijn niet zomaar willekeurige afwijkingen; het zijn aanwijzingen voor de vroegste geschiedenis van de aarde. Yoshinori Miyazaki van de Rutgers Universiteit benadrukt dat het begrijpen van deze structuren cruciaal is om te ontrafelen hoe onze planeet ontstond en bewoonbaar werd.
Een lekkende kern?
De nieuwste modellen suggereren dat lichtere elementen – magnesiumoxide en siliciumdioxide – geleidelijk uit de kern van de aarde sijpelden toen deze miljarden jaren geleden afkoelde. Deze elementen, die minder dicht zijn dan ijzer, migreerden omhoog naar de omringende magma-oceaan, waardoor de chemie ervan veranderde en uiteindelijk bijdroeg aan de vorming van de LLSVP’s.
Dit proces is geen plotselinge gebeurtenis, maar een langzaam, voortdurend lek dat zich gedurende miljoenen jaren heeft voorgedaan. De sleutel is dat verschillende elementen onder enorme druk met verschillende snelheden kristalliseren. De lichtere componenten dreven naar boven, losten op in de magma-oceaan en verschoven van samenstelling naar silicaatrijke materialen.
Het bewijs en resterende vragen
Het voortbestaan van deze structuren gedurende 4,5 miljard jaar – ondanks intense hitte en druk – ondersteunt het idee van een stabiel langetermijnproces in plaats van een chaotische, eenmalige gebeurtenis. De aanwezigheid van Ultra-Low Velocity Zones (ULVZ’s) op de kern-mantelgrens, waar seismische golven langzamer gaan kruipen, versterkt deze theorie verder.
Terwijl de magma-oceaantheorie aanvankelijk met tegenstrijdigheden te kampen had – vooral de onverwacht lage niveaus van ferroperiklaas – verzoenen de nieuwe modellen deze discrepanties door rekening te houden met de kernlekkage. Het onderzoek suggereert dat de aanwezige hoeveelheid ferroperiklase consistent is met de waargenomen samenstelling, gezien de introductie van lichtere elementen uit de kern.
Waarom dit belangrijk is
Het bestaan van LLSVP’s heeft mogelijk de vorming van de tektonische platen van de aarde beïnvloed, een cruciale factor in de bewoonbaarheid van de planeet. De Afrikaanse LLSVP wordt zelfs in verband gebracht met de verzwakking van het magnetische veld van de aarde boven de Atlantische Oceaan. Het begrijpen van deze diep-aardse processen kan ook inzicht verschaffen in de evolutie van andere planeten.
Als we kunnen begrijpen hoe de aarde is geëvolueerd, kunnen we beter begrijpen waarom deze zo bijzonder is. Miyazaki concludeert dat dit onderzoek een coherenter verhaal biedt voor de vorming van de aarde, waardoor wetenschappers dichter bij een compleet beeld van de complexe geschiedenis van onze planeet komen.
