NGV-Geonieuws 135 artikel 800

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


25 April 2007, jaargang 9 nr. 4 artikel 800

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 135! Op de huidige pagina is alleen artikel 800 te lezen.

<< Vorig artikel: 799 | Volgend artikel: 801 >>

800 Microdiamantjes bewijzen diepe subductie van continentale korst
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

De aardkorst is lichter dan de aardmantel, en drijft daar als het ware op. Binnen de aardkorst zelf bestaan ook weer dichtheidsverschillen. Zo is de oceanische korst gemiddeld zwaarder dan de continentale korst. Vanwege zijn relatief lichte aard is daarom lange tijd algemeen aangenomen dat bij subductie, waarbij één aardschol onder een andere wordt weggedrukt, continentale korst niet echt diep kan wegzakken. Dat beeld moest in de afgelopen 25 jaar worden herzien omdat bleek dat er in metamorfe gesteenten die bestaan uit materiaal dat als continentale korst bij subductie betrokken is geweest, zeer kleine diamantjes (tot max. 80 micron) voorkomen. Die diamantjes kunnen alleen zijn ontstaan bij een druk die bereikt wordt op minimaal 150 km diepte. De gesteenten met de op die diepte gevormde diamantjes moeten later weer bij - ook met de botsing van de aardschollen samenhangende - gebergtevorming, opheffing (en later erosie) aan het aardoppervlak te voorschijn zijn gekomen.


De extreem kleine diamantjes (pijlen) in een slijpplaatje

De diamantjes die zo’n belangrijke rol spelen bij het bepalen van de minimale diepte waartoe continentale korst kan wegzakken, zijn lange tijd te klein geweest om in detail te kunnen worden onderzocht. Technologische ontwikkelingen hebben dat nu wel mogelijk gemaakt. Zo blijkt dat de toch al kleine diamantjes vaak insluitsels hebben die uit twee fasen (vloeistof en kristallijne vaste stof) bestaan. Die insluitsels, die afmetingen hebben in de orde van enkele nanometers (een duizendste micron), bevatten onder meer koolstof, en de stabiele isotopen van deze koolstof blijken daarin voor te komen in verhoudingen die bevestigen dat het om materiaal uit de aardkorst gaat. Daarmee is de eerder nog niet geheel overtuigde sceptici ten aanzien van het zo diep wegzakken van aardkorst het zwijgen opgelegd.


Enkele van de thermochemisch uit het gesteente geïsoleerde diamantjes (scanningelektron microscopische opname)

De herkomst van de insluitsels is nu ook ontraadseld door onderzoek te doen met een aantal geheel verschillende technieken, die deels zeer geavanceerd zijn. Het gaat om scanningelektron microscopie (SEM), transmissionelektrom microscopie (TEM), zogeheten 'focused ion-beam' (gerichte ionenbundel) technieken, infrarood spectroscopie en een speciale vorm van massaspectrometrie voor extreem kleine deeltjes. De combinatie van gegevens die zo werd verkregen, wijst uit dat de diamantjes moeten zijn gevormd door uitkristallisatie uit een superkritieke vloeistof (d.w.z. een vloeistof die bij de heersende hoge temperatuur direct verdampt zou zijn als de hoge druk dat niet onmogelijk had gemaakt), bestaande uit koolstof, zuurstof en waterstof. Zo bewijzen de diamantjes via welke paden koolstof en water uit de aardkorst tot op dieptes kunnen afdalen waar zich normaal de aardmantel bevindt, en hoe deze stoffen dan ook weer naar het aardoppervlak kunnen terugkeren.


Schematische weergave van het subductieproces
waaraan de diamantjes hun ontstaan danken


Onderzoekleidster Larissa Dobrzhinetskaya


Referenties:
  • Dobrzhinetskaya, L., Wirth, R. & Green II, H.W., 2007. A look inside of diamond-forming media in deep subduction zones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States 104, doi:10.1073/pnas.0609161104.

Foto's welwillend ter beschikking gesteld door Larissa Dobrzhinetskaya, Department of Earth Sciences, University of California, Riversida, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl