Wetenschappers van Rutgers University publiceerden een onderzoek in het tijdschrift Nature Geoscience dat een verklaring voorstelt voor twee enorme structuren die zich 2.900 kilometer diep bevinden, op de grens tussen de aardmantel en de kern. De formaties, bekend als LLSVP, liggen onder het Afrikaanse continent en de Pacífico oceaan. Het onderzoek geeft aan dat kleine lekkages van materiaal uit de kern de uniforme stolling van de vroege mantel verhinderden.
Deze structuren hebben een dichtheid en temperatuur die hoger zijn dan het omringende gemiddelde. Ondas seismische golven doorkruisen het gebied met verminderde snelheid, een kenmerk dat sinds de jaren tachtig wordt waargenomen. Het werk onder leiding van Yoshinori Miyazaki maakt gebruik van computersimulaties om de omstandigheden op de planeet van meer dan 4 miljard jaar geleden na te bootsen.
Silicium- en magnesiumlekken hebben alles veranderd
Het vorige model voorspelde homogene lagen na het afkoelen van de mondiale magma-oceaan. De realiteit laat grootschalige heterogene regio’s zien. Het team stelde vast dat de migratie van silicium en magnesium van de kern naar de lagere mantel zones creëerde die niet volledig kristalliseerden.
- De gelekte hoeveelheid was klein, minder dan 1% van het totale volume
- Elementen verhinderden de vorming van dichte mineralen in specifieke gebieden
- Proces vond plaats in de eerste 100 miljoen jaar van Terra
- Het resultaat waren de twee huidige blokken met tot 100 keer meer volume dan de hele aardkorst
Evenwichtige koeling genereerde langdurig vulkanisme
De aanwezigheid van deze structuren beïnvloedde de interne warmtestroom van de planeet. Regiões warmer steeg langzaam gedurende miljarden jaren. De Esse-beweging zorgde voor intense vulkanische activiteit aan het oppervlak.
Bij de daarmee gepaard gaande ontgassing kwamen waterdamp en gassen vrij die de secundaire atmosfeer vormden. Het in stand houden van de platentektoniekcyclus was ook afhankelijk van deze interne dynamiek. Ambos-processen worden als essentieel beschouwd voor de klimaatstabiliteit op de lange termijn.
Vergelijking met Vênus en Marte versterkt de hypothese
Venus heeft een zeer dichte atmosfeer aan CO₂ en een oppervlaktetemperatuur van 460°C. Marte heeft bijna zijn hele atmosfeer verloren en kent een vulkanisme dat al miljarden jaren uitgestorven is. Terra handhaaft een actief magnetisch veld en continue recycling van de aardkorst.
Diepe structuren houden de geologische activiteit in stand
De Afrikaanse en Pacifische blokken functioneren als thermische ankers. Eles genereert mantelpluimen die naar de oppervlakte stijgen. Exemplos bevat hotspots van Havaí en Islândia.
Volgende stappen zijn afhankelijk van nieuwe seismische gegevens
De hypothese moet nog steeds worden gevalideerd met toekomstige missies. Projetos laat net als InSight in Marte al de haalbaarheid van deep sensing zien. Melhorias in het mondiale netwerk van seismometers kan de komende jaren ook aanvullend bewijs opleveren.
De studie versterkt dat processen die plaatsvonden in de eerste miljoen jaar de bewoonbare bestemming van de planeet bepaalden. De nieuwe simulatie Cada dicht de kloof over hoe Terra uniek werd in Sistema Solar.
