NGV-Geonieuws 61 artikel 413

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Januari 2004, jaargang 6 nr. 2 artikel 413

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 61! Op de huidige pagina is alleen artikel 413 te lezen.

<< Vorig artikel: 412 | Volgend artikel: 414 >>

413 Dichtheid van continentale 'wortels' vooral bepaald door temperatuur
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 !

De continentale aardkorst is gemiddeld aanzienlijk lichter dan de aardmantel, waardoor de continenten als het ware 'drijven' op de aardmantel. De oude kernen (cratons) van de continenten, die bestaan uit Precambrische gesteenten, zijn zwaarder dan de gemiddelde aardkorst, maar ook nog altijd lichter dan de aardmantel. Onder deze cratons komt een soort 'wortel' voor, waarvan zowel het ontstaan als de ontwikkeling slecht begrepen is. Die wortels bestaan uit relatief koude stukken van de lithosfeer die chemisch aan bepaalde elementen zijn verarmd.

Uit petrologische waarnemingen en temperatuurgegevens blijkt dat de wortels die bestaan uit gesteenten van het Arche´cum (meer dan 2,5 miljard jaar oud) kouder zijn en chemisch meer verarmd dan wortels uit het Proterozo´cum (2,5 miljard tot 540 miljoen jaar geleden). Daarom wordt gewoonlijk aangenomen dat de chemische verarming toeneemt met de tijd, Deze hypothese is nu getest door een team Duitse, Franse en Amerikaanse onderzoekers. Die maakten gebruik van gegevens met betrekking tot de wereldwijde verdeling van (en dus de verschillen in) zwaartekracht, temperatuur, petrologie en seismiek van de wortels. Om dat te kunnen doen, bepaalden ze eerst de ruimtelijke verschillen in zwaartekracht voor de aardkorst. Die 'trokken ze af' van het totale zwaartekrachtsbeeld, zodat ze als het ware de gegevens voor een 'uitgepelde' aardmantel overhielden.

Hierbij vonden ze afwijkingen in het zwaartekrachtsveld van -100 tot +100 mGal. Het opmerkelijke daarbij was echter dat de positieve afwijkingen bij de cratons op het noordelijk halfrond voorkomen, en de negatieve bij die op het zuidelijk halfrond. Er blijkt geen relatie te bestaan met de ouderdom van de wortels.

Om de effecten van temperatuur en chemische verarming op de dichtheid van de wortels van elkaar te kunnen onderscheiden, hebben de onderzoekers een lithosferische temperatuurcorrectie toegepast. Daaruit blijkt dat zwaartekrachtsverschillen die door temperatuurverschillen in de bovenste aardmantel worden veroorzaakt uiteenlopen van -200 tot +300 mGal. De sterkste negatieve uitschieters hangen samen met midoceanische ruggen, terwijl de sterkste positieve uitschieters samenhangen met de positie van de cratons. Door ook weer voor deze temperatuureffecten te corrigeren, kregen de onderzoekers een wereldkaart met dichtheidsverschillen als gevolg van variaties in de samenstelling van de lithosfeer. Deze kaart geeft aan dat de gemiddelde afname van de dichtheid als gevolg van chemische verarming in de wortels van de cratons 1,1-1,5% bedraagt. De eindconclusie van de onderzoekers is dat de variaties in dichtheid van de wortels veel sterker samenhangen met de temperatuur dan met verschillen in chemische samenstelling.

Referenties:
  • Kaban, M.K., Schwintzer, P., Artemieva, I.M. & Mooney, W.D., 2003. Earth and Planetary Science Letters 209, p. 53-69


Copyright ę NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl