NGV-Geonieuws 129 artikel 743

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 November 2006, jaargang 8 nr. 22 artikel 743

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 129! Op de huidige pagina is alleen artikel 743 te lezen.

<< Vorig artikel: 742 | Volgend artikel: 744 >>

743 Onderzeese vulkaantjes 'lekken' materiaal uit asthenosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde ! Klik hier voor alle artikelen over Structurele geologie, (Plaat)tektoniek & Aardbevingen ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Voor de noordoostkust van Japan ligt een groepje kleine onderzeese vulkanen die erop wijzen dat de asthenosfeer waarschijnlijk niet zo vast is als tot nu toe werd gedacht. Dat komt doordat deze vulkaantjes op de oceaanbodem gesmolten materiaal 'lekken' uit deze plastische zone van de aardmantel. Dit materiaal komt via scheuren door de lithosfeerschol ter plaatse omhoog. Als de asthenosfeer uit zulk vast gesteente zou bestaan als tot nu toe werd aangenomen, dan kan deze 'lekkage' niet worden verklaard.


Kaart van de twee onderzoeksgebieden met kleine vulkaantjes op 39°25'NB, 144°20'OL en op 37°35'NB, 149°45'OB.

De meeste vulkanen komen voor op de grenzen tussen twee lithosfeerschollen, of die nu uiteendrijven (zoals bij midoceanische ruggen) of op elkaar botsen (zoals de vulkanen rondom de Stille Oceaan). Daarnaast bestaat er een groep vulkanen (zoals de eilanden van Hawaii) die in het midden van een lithosfeerschol liggen; die vulkanen hebben hun ontstaan te danken aan lokaal opstijgend magma (zogeheten hot spots die het gevolg zijn van mantelpluimen). Omdat de mantelpluimen op hun plaats blijven liggen terwijl de lithosfeerschollen zich als gevolg van de continentverschuiving verplaatsen, komen deze vulkanen vaak langs min of meer rechte lijnen voor. De nu geanalyseerde vulkaantjes, die als het ware over de oceaanbodem verstrooid liggen, lijken een derde type te vertegenwoordigen.


Arm van de gebruikte onderzeeër bij een lavastroom


Grijparm van de onderzeeër met een stuk lava


Vulkaantjes van dit derde type werden als apart type 'ontdekt' toen onbemande onderzoeksonderzeeërs jong basalt vonden op plaatsen waar dat niet mogelijk was volgens de hypotheses met betrekking tot het ontstaan van de twee 'gewone' vulkaantypen. De plaats waar het basalt gevonden werd, lag 600 km van de rand van de lithosfeerschollen bij Japan, en vertegenwoordigt ook geen hot spot. Deze plaats is nu onderzocht met de door 3 onderzoekers bemande onderzeeër Shinkai (Japans voor 'diepzee'), die daartoe bijna 6 km afdaalde. Daar passeerde de onderzeeër lavavelden, en voer hij in twee meer gedetailleerd onderzochte gebieden (gebied A bij de Japan-Trog, en gebied B 600 km ten ZO daarvan) omhoog en omlaag langs de hellingen van de vulkaantjes, die tot ongeveer een kilometer in doorsnede zijn. Met grijparmen werden monsters van de gesteenten genomen.


Net opgehaalde dreg met monsters

Uit analyse van de monsters bleek dat het gaat om materiaal uit de asthenosfeer, op ca. 150 km diepte. De onderzoekers veronderstellen dat de vulkaantjes konden ontstaan doordat de lithosfeerschol ter plaatse sterk gebogen wordt bij het wegschuiven onder Japan. De spanning die deze sterke buiging veroorzaakt, zou volgens hen heel goed kunnen leiden tot spleten in de schol waarlangs het onderliggende gesmolten materiaal omhoog komt.

Als die hypothese juist is, dan zouden - zoals de onderzoekers zelf opmerken - op veel meer plaatsen op aarde (n.l. overal waar lithosfeerschollen bij subductie sterk worden gebogen) soortgelijke vulkaantjes moeten voorkomen. Er bevinden zich inderdaad duizenden kleine vulkaantjes op de oceaanbodem, maar de aard daarvan is in vrijwel geen enkel geval onderzocht.


Interpretatie van de geologie. A: veel dunne gangen in onderzoeksgebied A.
B: Brede intrusie in onderzoeksgebied B. C: Model van dit derde type vulkanisme

Als de hypothese van opstijgend gesmolten magma uit de asthenosfeer juist is, dan bewijst dat het voorkomen in dat deel van de mantel van gesmolten materiaal. Dat is tegen de huidige inzichten. Weliswaar werd een gedeeltelijk gesmolten asthenosfeer al enkele tientallen jaren geleden door enkele onderzoekers voorgesteld, maar ze konden moeilijk verklaren hoe zo'n situatie in stand kon blijven, omdat het (kleine) gesmolten deel van de asthenosfeer in de loop van de geschiedenis omhoog moest weglekken, waardoor alleen een 'droge' asthenosfeer zou overblijven. Een asthenosfeer die nog steeds voor een (klein) deel gesmolten materiaal bevat, lijkt alleen te verklaren wanneer er vanuit de diepte steeds vers gesmolten materiaal wordt aangevoerd.

Referenties:
  • Hirano, N., Takahashi, E., Yamamoto, J., Abe, N., Ingle, S.P., Kaneoka, I., Hirata, T., Kimura, J.-I., Ishii, T., Ogawa, Y, Machida, S. & Suyehiro, K., 2006. Volcanism in response to plate flexure. Science 313, p. 1426-1428.

Figuren (© American Association for the Advancement of Science) welwillend ter beschikking gesteld door Naoto Hirano, Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego, CA (Verenigde Staten van Amerika).


Copyright © NGV 1999-2014
webmaster@geologischevereniging.nl