26 december 2016

Publicatie in Nature Geoscience

Verborgen rivieren diep in de aardbodem

Aardwetenschappers van onder andere de Universiteit Utrecht en de Vrije Universiteit van Berlijn hebben nieuwe aanwijzingen gevonden dat water zich via kanalen door de diepe aarde heen beweegt, en uiteindelijk het aardoppervlak bereikt via vulkanische activiteit. Ze publiceerden hun resultaten op 26 december in het toonaangevend tijdschrift Nature Geoscience.

Twee watercycli

De aarde heeft twee watercycli. De eerste cyclus omvat het water in onze oceanen dat verdampt en wolken vormt, naar beneden regent op het land en uiteindelijk, vaak via rivieren, de oceaan weer bereikt. Er is echter ook een tweede cyclus, diep verborgen in de aardmantel. Tot nu was daar nog weinig over bekend.

Platen nemen water mee

In de gesteentes binnenin de tektonische aardplaten zitten reusachtig veel watermoleculen opgesloten. Op de plekken waar de ene aardplaat onder de andere schuift, wordt dat water meegenomen naar beneden de aardmantel in. Zonder natuurkundige en scheikundige mechanismen waarbij water terug naar boven keert, zou al het oppervlaktewater binnen 1,5 miljard jaar verdwenen zijn. Maar elke dag opnieuw kunnen we met onze eigen ogen zien dat dit nooit het geval is geweest.

Een interdisciplinair team van wetenschappers bestudeerden oude gesteentes uit Italië om de verborgen watercyclus beter te leren begrijpen.

Complexe patronen van kanalen in het gesteente op een schaal van meters (links), centimeters (midden) en nanometers (rechts).

Verborgen rivieren

Oliver Plümper, aardwetenschapper aan de Universiteit Utrecht en eerste auteur van het artikel vertelt: “Met geavanceerde numerieke modellering en de allernieuwste methoden om gesteentes te analyseren vonden we complexe patronen van kanalen in het gesteente. Op nanometerschaal tot op een schaal van meters zagen we duidelijk kanalen die ontstaan bij het vrijkomen van water, en dus verassend snel vormen. Deze kanalen hebben veel weg van riviersystemen, maar dan verborgen, en vervoeren water door de diepe aarde, en komen uiteindelijk samen in grote opwaartse kanalen. Het water verlaat de ondergrond dan via vulkanische activiteit.”

Timm John, onderzoeker aan de Vrije Universiteit van Berlijn vervolgt: “Tot op heden werd altijd gedacht dat het water diep in de aarde zich langzaam door de aardmantel en aardkorst beweegt, zonder kanalen te vormen.”

De bevindingen werden op 26 december 2016 gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience door een team van wetenschappers van de Universiteit Utrecht, Vrije Universiteit van Berlijn, de universiteit van Lausanne en de universiteit van Genua.

Publicatie

Plümper O, John T, Podladchikov YY, Vrijmoed JC and Scambelluri M. 2016. Fluid escape from subduction zones controlled by channel-forming reactive porosity. Nature Geoscience. DOI: 10.1036/NGEO2865. Online publication date 26 December 2016.