Bewijs voor aanwezigheid oude continentale korst in mantel onder Italië

Met nieuwe geavanceerde meettechnieken hebben VU-onderzoekers de isotopensamenstelling van miniscule magmadruppels bepaald en die laten iets onverwachts zien. Afgezien van water en sedimenten leveren zij bewijs voor de aanwezigheid van oude continentale korst in de mantel onder Italië.

19-07-2019 | 11:03

Dit blijkt uit onderzoek van onder andere VU-aardwetenschappers Janne Koornneef, Igor Nikoghosian, , Pieter Vroon en Gareth Davies dat vandaag is gepubliceerd in Nature Communications. In het onderzoek geven unieke geochemische data op olivijnkristallen (een mineraal) uit Italiaanse lavas een nieuw beeld van hoe een continentale botsingszone werkt.

Olivijn
De onderzoekers gebruikten de samenstelling van ‘smeltinsluitsels’ in olivijn om de samenstelling van de Italiaanse mantel te bestuderen. Smeltinsluitsels zijn zeer kleine (~100 µm) druppels magma die in mineralen zoals olivijn ingesloten worden tijdens hun groei op grote diepte. Deze magmadruppels bevatten informatie over het primaire diepe magma en kunnen dus beter dan lavas, die beïnvloed worden door mengprocessen in de korst, gebruikt worden om te kijken naar wat er in een subductiezone in de diepte verdwijnt of weer omhoog komt.

Vorming van de Aarde
Door nieuwe geavanceerde meettechnieken lukte het de onderzoekers voor het eerst om de strontium, neodymium en lood (Sr-Nd-Pb) isotopensamenstelling van deze smeltinsluitsels te bepalen en die laten iets onverwachts zien. Afgezien van water en sedimenten hebben de onderzoekers bewijs voor de aanwezigheid van oude continentale korst in de mantel onder Italië.

Deze aanwezigheid was niet opgemerkt door lava-analyses en geeft dus nieuwe informatie over grootschalige tektonische processen. De onderzoekers beschrijven geodynamische scenario’s die geleid kunnen hebben tot de aanwezigheid van continentale korst in de mantel onder Italië. De studie is van belang om te begrijpen hoe onze Aarde gevormd is en zich heeft ontwikkeld tijdens langdurige periodes van continentale botsing.

Vulkanisme in Italië
Het vulkanisme in Italië is indirect het resultaat van de botsing tussen Afrika en Europa. Tijdens de botsing, die ook geleid heeft tot de vorming van het Alpiene gebergte, is de Adriatische plaat onder de West-Europese plaat gedoken.

Deze zogenaamde subductie zorgt ervoor dat er materialen die aan het aardoppervlak thuishoren zoals water en sedimenten in de diepe Aarde, de Aardmantel, terecht komen. We zien deze ’vervuiling’ terug in de chemische samenstelling van lavas uit vulkanen die ontstaan als gevolg van het smelten van de mantel in een subductiezone.

In mei 2019 publiceerden Koornneef en Davies vergelijkbaar onderzoek in Nature Geoscience.