Een vloot van drijvende robots heeft ontdekt waarom de Galápagos-eilanden bestaan. En volgens de makers van de robots zou de ontdekking kunnen helpen verklaren waarom de aarde geen zwevende ijsbal is.
De Galápagos-eilanden zijn een vulkanische archipel in de Stille Oceaan, ongeveer 1000 kilometer voor de kust van Ecuador. De eilanden zijn het meest bekend als gastheer voor een groot aantal soorten die nergens anders ter wereld voorkomen, wat de bioloog Charles Darwin hielp bij het ontwikkelen van de evolutietheorie. Nu weten we, volgens een internationaal team van onderzoekers, dat de eilanden zijn gevormd door een dunne tunnel die magma naar boven bracht uit een "mantelpluim" van 1.200 mijl (1.900 km) onder het oppervlak. Wetenschappers hadden eerder vermoed dat zo'n pluim zou bestaan, maar dit is het meest directe bewijs dat het daar beneden is.
De onderzoekers publiceerden hun beschrijving van de mantelpluim en de zwevende robots die hem hebben helpen ontdekken, vandaag (4 februari) in het tijdschrift Nature Scientific Reports.
'Mantelpluimen' zijn gigantische bellen van zeer heet magma die veel dichter bij de aardkorst zitten dan normaal. Decennia lang hebben wetenschappers voorgesteld dat pluimen als deze zouden kunnen verklaren waarom bepaalde delen van de planeet erg vulkanisch actief zijn, ook al zijn ze ver van de randen van tektonische platen waar vulkanisme meer wordt verwacht. (Hawaï is een beroemd voorbeeld.) Niet elke vulkanoloog accepteert deze uitleg, maar degenen die wel denken dat het verklaart waarom de aarde niet zonder warmte komt te zitten.
Hoewel de planeet in zijn geschiedenis temperatuurschommelingen heeft gehad die significant genoeg zijn om het klimaat radicaal te transformeren (we zitten nu midden in een onnatuurlijk plotselinge), is de temperatuur vanuit geologisch perspectief redelijk constant gebleven. De planeet is in de loop van de tijd niet afgekoeld doordat de interne warmte opraakt. En, volgens de auteurs van de studie, vereist dit enige uitleg.
De aarde had alleen haar temperatuur kunnen behouden, zei hoofdauteur Guust Nolet, een geowetenschapper aan de Universiteit van Nice / Sophia Antipolis in Frankrijk, in een verklaring: "Als een deel van de oorspronkelijke warmte afkomstig is van zijn aanwas, en die sindsdien is ontstaan door radioactieve mineralen, kan opgesloten blijven in de onderste mantel. Maar de meeste modellen van de aarde voorspellen dat de mantel zou moeten zijn en geven deze warmte veel sneller af. Deze resultaten van het Galápagos-experiment wijzen op een alternatieve verklaring: de onderste mantel kan zich goed verzetten, en in plaats daarvan alleen breng warmte naar de oppervlakte in de vorm van mantelpluimen zoals die die Galápagos en Hawaï creëren. "
Het resultaat zou een soort druppeleffect zijn, waarbij de hete ingewanden van de planeet voldoende geothermische warmte zouden afgeven om de korst warm te houden, maar niet zozeer dat deze zichzelf uitbrandde.
Om deze mogelijke mantelpluim te detecteren die de Galápagos voedt, zetten de onderzoekers negen robots in, genaamd "MERMAIDS", die vrijelijk ongeveer anderhalve kilometer onder het oceaanoppervlak zouden zweven, luisterend naar aardbevingen onder water.
Wetenschappers komen erachter wat er op de planeet gebeurt door zorgvuldig te bestuderen hoe aardbevingen er doorheen bewegen. Het is een technologie die een beetje lijkt op een echo, maar op grote schaal. Het probleem is dat de meeste gegevens over aardbevingen afkomstig zijn van land, dat slechts een derde van het aardoppervlak beslaat. De MERMAIDS zijn ontworpen om de gaten op te vullen.
Telkens wanneer ze een aardbeving horen, stijgen de MERMAIDS volgens de verklaring naar het oceaanoppervlak en gebruiken GPS-gegevens om hun locatie op aarde te achterhalen. Vervolgens zenden ze hun gps en seismische gegevens naar huis. Dit is het soort gegevens dat de onderzoekers gebruikten om de pluim te reconstrueren onder de Galápagos, het eerste gepubliceerde resultaat van het MERMAIDs-project.
Het is vermeldenswaard dat niet elke seismoloog accepteert dat mantelpluimen echt bestaan. Zoals Sara Pratt in 2015 rapporteerde voor Earth Magazine, twijfelen sommige seismologen dat seismische golven genoeg informatie bevatten om duidelijke beelden te geven van wat er zo ver onder de korst gebeurt. Tegenstanders van de theorie wijzen erop dat de verschillende definities van "mantelpluim" vaak zo breed zijn dat ze elkaar tegenspreken, en dat hoewel veel mantelpluimen zijn "ontdekt", niemand in staat is geweest om een bevestigde lijst op te stellen van degenen die echt bestaan. Deze twijfelaars bieden alternatieve, gewijzigde theorieën over platentektoniek die vulkanische hotspots zoals Hawaï en de Galápagos verklaren.
Toch blijven mantelpluimen de dominante verklaring in seismologie voor plaatsen op deze planeet zoals de Galápagos. En deze pluim die onder die eilanden werd ontdekt, zou de eerste grote ontdekking zijn die werd gedaan met vrij zwevende seismometers. Wetenschappers hebben nu een spannende nieuwe methode om diep in de planeet te kijken.
