Diep onder onze voeten, bijna 3.000 kilometer naar beneden, ligt een wereld van mysterie. De D''-laag, een regio in de onderste mantel van de aarde, heeft wetenschappers lange tijd gepuzzeld. Het is een plek waar vast gesteente zich op onverwachte manieren gedraagt, noch volledig vast, noch vloeibaar.
Een recente doorbraak onder leiding van professor Motohiko Murakami van ETH Zürich heeft licht geworpen op deze raadselachtige zone. Gepubliceerd in het tijdschrift Communications Earth & Environment, onthult het onderzoek de dynamische processen die onze planeet van binnenuit vormgeven. Deze ontdekking, gedaan in Zürich, Zwitserland, biedt een nieuw begrip van de verborgen diepten van de aarde.
Decennialang was de D''-laag een puzzel. Seismische golven veranderen abrupt van snelheid wanneer ze erdoorheen gaan, wat wijst op unieke materiaaleigenschappen. Vroege theorieën richtten zich op mineralenveranderingen, maar ze verklaarden het gedrag niet volledig. Het team van professor Murakami ontdekte dat de uitlijning van post-perovskietkristallen, gevormd onder extreme druk en hitte, cruciaal is.
Experimenten aan de ETH Zürich repliceerden de omstandigheden van de D''-laag. Wetenschappers maten de snelheden van seismische golven en bevestigden dat de kristalstructuur de golfveranderingen controleert. Deze ontdekking bewijst dat de mantel, die voorheen als statisch werd beschouwd, een dynamische, stromende entiteit is.
De studie identificeert mantelconvectie als de kracht die de kristallen uitlijnt. Deze langzame stroom van gesteente heroriënteert de post-perovskietkristallen, wat de seismische golven beïnvloedt. Deze bevinding levert bewijs van mantelstroom aan de kern-mantelgrens, waardoor ons begrip van de interne dynamiek van de aarde verandert.
Deze nieuwe kennis maakt een betere modellering van tektonische plaatbewegingen, vulkanisme en het magnetische veld van de aarde mogelijk. Het daagt het idee van een rigide mantel uit en onthult een complexe wisselwerking van druk, temperatuur en kristalstructuur. De post-perovskietfase wordt een belangrijke speler in diepe aardse fenomenen.
Dit onderzoek vergroot ons vermogen om de krachten die onze planeet vormgeven te visualiseren en te waarderen. Het onderstreept de onderlinge verbondenheid van de processen van de aarde, van het oppervlak tot de kern. De studie zet een nieuwe standaard voor het integreren van laboratoriumexperimenten, observaties en modellering in de aardwetenschappen.
De uitlijning van post-perovskietkristallen in de D''-laag lost niet alleen een seismische puzzel op, maar onthult ook de mantel als een dynamische, stromende entiteit. Deze ontdekking opent een nieuw hoofdstuk in de geowetenschappen en verbetert ons begrip van de krachtige krachten die onze planeet vormgeven.