NGV-Geonieuws 31 artikel 263

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Oktober 2002, jaargang 4 nr. 19 artikel 263

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 31! Op de huidige pagina is alleen artikel 263 te lezen.

<< Vorig artikel: 262 | Volgend artikel: 264 >>

263 Aardmantel rijk aan calcium en aluminium
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde !     Klik hier om dit artikel af te drukken !


CALCIUM

Wat we weten van de structuur van het inwendige der aarde berust vooral op seismische gegevens, in het bijzonder de snelheid waarmee schokgolven zich voortplanten. Die snelheid neemt plotseling toe in een overgangszone op een diepte van ongeveer 410 tot ongeveer 660 km. Die oplopende snelheid van de schokgolven wordt verklaard door en combinatie van factoren, waarvan veranderingen in de mineralogische samenstelling het belangrijkste zijn. Daarbij zou volgens de huidige inzichten een zeer beperkt aantal mineralen echt een rol spelen. Dat blijkt uit tal van experimenten die onder hoge druk met deze zogeheten sleutel-mineralen zijn uitgevoerd.

De uitgevoerde experimenten gaven weliswaar aan wat de waarschijnlijke mineralogische samenstelling is in de overgangszone - uitgaande van berekeningen over de druk en temperatuur daar - maar hebben tot nu toe niet of nauwelijks rekening gehouden met de karakteristieken van die mineralen. En daar lijkt nu een probleem om de hoek te komen kijken. Sinogeikin en Bass hebben namelijk onderzocht met behulp van een vrij ingewikkelde techniek (Brillouin spectroscopie) wat de elasticiteit is van de sleutelmineralen onder omstandigheden zoals die in de overgangszone heersen. Die elasticiteit is uiteraard van essentieel belang voor de voortplantingssnelheid van schokgolven. De onderzoekers vonden met hun laboratorium-experimenten dat de toename van de loopsnelheid van de schokgolven die optreedt wanneer elk van de belangrijkste mineralen uit de overgangszone wordt samengedrukt, niet voldoende groot is om de plotselinge toename van de golfsnelheid in de overgangszone (zoals die seismisch wordt gemeten) geheel te verklaren.

De snelle toename van de loopsnelheid van de schokgolven in de overgangszone achten ze daarom niet het gevolg van de tot nu toe veronderstelde veranderingen in de mineralogische samenstelling. Ze denken eerder aan een geleidelijk met de diepte toenemende transformatie van het ene mineraal in het andere, waarbij het 'diepere' mineraal een aanzienlijk grotere elastische vervorming mogelijk maakt. Als dat inderdaad het geval is, dan bevat de mantel waarschijnlijk veel meer calcium en aluminium dan tot nu toe werd aangenomen: deze twee betrekkelijk lichte elementen zouden volgens de huidige inzichten vrijwel geheel in de aardkorst zijn geconcentreerd.

Referenties:
  • Sinogeikin, S.V. & Bass, J.D., 2002. Elasticity of majorite and majorite-pyrope solid solution to high pressure: implications for the transition zone. Geophysical Research Letters 29 (2) 10.1029/2001GL013937.


Copyright NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl