hotspot

Onze planeet heeft zijn allereerste CT-scan ondergaan. En de scan bewijst – eveneens voor het eerst – dat hotspots bestaan.

Wanneer je in het ziekenhuis een CT-scan ondergaat, dan wordt gebruik gemaakt van röntgenstraling. Om een CT-scan van de aarde te maken, gooiden de onderzoekers het over een iets andere boeg. Ze analyseerden de weg die seismische golven gingen na 273 aardbevingen die in de afgelopen twintig jaar plaatsvonden. Met behulp van een supercomputer werden op basis van die gegevens de verschillende lagen van de aardmantel in kaart gebracht (zie filmpje hieronder).

De theorie
Het onderzoek biedt meer inzicht in het ontstaan van eilandketens zoals Hawaii. Het ontstaan van deze ketens wordt al zo’n drie decennia lang verklaard met de hotspot-theorie. De aarde bestaat uit een aantal lagen. De buitenste laag bevat de oceanen en continenten. Daaronder bevindt zich de aardmantel die bestaat uit warm, maar vast gesteente. Onder de mantel bevindt zich de buitenkern die bestaat uit vloeibaar ijzer en nikkel en daar weer onder treffen we de vaste kern van de planeet aan. Gesteente in de mantel wordt verwarmd door de warme kern en reist door de mantel heen: van beneden naar boven, om vervolgens weer naar beneden te vallen. Zo’n dertig jaar geleden stelden onderzoekers dat er vaste plaatsen zijn waar warm, vast gesteente in de mantel van de aarde omhoog reist. Ze noemden die opwaartse stroming mantelpluimen. En soms, zo stelden de onderzoekers, duwden die mantelpluimen door de korst heen en ontstond een vulkaan. Maar omdat de korst – in tegenstelling tot die mantelpluimen – zich verplaatst, duwen de mantelpluimen door de tijd heen elke keer op een ander plekje door de korst heen. En zo kan een rijtje hotspot-vulkanen ontstaan. Het bekendste voorbeeld is Hawaii, maar je kunt ook denken aan de Galapagos-eilanden en de Canarische eilanden.

Mantelpluim waaiert uit en duwt zo af en toe door de korst heen, waardoor rijtjes eilanden ontstaan. Afbeelding: Scott French.

Mantelpluim waaiert uit en duwt zo af en toe door de korst heen, waardoor rijtjes eilanden ontstaan. Afbeelding: Scott French.

Leeftijd
Een fraaie theorie die leek te kloppen, wanneer we bijvoorbeeld naar de leeftijden van rijtjes vulkanische eilanden keken. De eilanden liggen netjes op volgorde qua leeftijd: van jong naar oud. Maar nu is er voor het eerst overtuigend bewijs dat mantelpluimen bestaan en ten grondslag liggen aan de zogenoemde hotspot-vulkanen.

Uitwaaieren
De CT-scan laat namelijk zien dat mantelpluimen zich in het gebied onder de hotspot-vulkanen bevinden. De mantelpluimen vinden hun oorsprong nabij de grens tussen kern en mantel. Daar vandaan begeven ze zich omhoog. Maar ongeveer 1000 kilometer onder het oppervlak gaan de mantelpluimen meanderen, zo ontdekten de onderzoekers. “Dus hoewel de toppen van de pluimen geassocieerd worden met hotspot-vulkanen, bevinden ze zich niet altijd recht onder deze vulkanen,” legt onderzoeker Barbara Romanowicz uit.

De onderzoekers detecteerden onder verschillende hotspot-vulkanen mantelpluimen. Maar ze slaagden er niet in om onder elke hotspot-vulkaan een mantelpluim te spotten. Zo zagen ze geen mantelpluim onder de vulkanen in Yellowstone National Park. Maar dat wil niet zeggen dat de mantelpluim er niet is. Mogelijk is de (uitgewaaierde) mantelpluim onder dit gebied zo dun dat we deze (nog) niet kunnen waarnemen.