Gesteenten in de middelste mantel van de aarde stromen langzaam omdat een belangrijk mineraal harder wordt en beter bestand tegen vervorming bij de hoge temperaturen en drukken die in deze regio voorkomen, volgens een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift *Science*.

Deze bevinding zou wetenschappers kunnen helpen de beweging van tektonische platen beter te begrijpen, die worden aangedreven door de convectie van hitte en gesteente in de mantel. De mantel is de rotslaag die onder de korst ligt en ongeveer 84% van het volume van de aarde uitmaakt.

"We ontdekten dat een verandering in de kristalstructuur van het mineraal bridgmaniet het veel sterker maakt dan eerder werd gedacht", zegt hoofdauteur Oliver Tschauner, hoogleraar mineralogie en petrologie aan de Universiteit van Nevada, Las Vegas. "Dit betekent dat de mantel beter bestand is tegen vervorming, en het verklaart waarom rotsen zo langzaam in de middelste mantel stromen."

Bridgmaniet is het meest voorkomende mineraal in de aardmantel. Het is een vorm van magnesium-ijzersilicaat die alleen stabiel is bij zeer hoge drukken en temperaturen. In de middelste mantel kan de druk oplopen tot 2,5 miljoen atmosfeer (ongeveer 2,5 miljard maal de druk op zeeniveau), en de temperatuur kan oplopen tot 2000 graden Celsius (ongeveer 3600 graden Fahrenheit).

Onder deze extreme omstandigheden ondergaat bridgmaniet een verandering in zijn kristalstructuur, waardoor het compacter en dichter wordt. Deze verandering maakt het moeilijker voor het mineraal om te vervormen en vertraagt ​​de stroom van rotsen in de middelste mantel.

"Ons begrip van de stroming van rotsen in de mantel is belangrijk omdat het ons helpt de beweging van tektonische platen te begrijpen", zegt co-auteur Stephen Jacobsen, hoogleraar geochemie aan de Northwestern University. "De beweging van tektonische platen is verantwoordelijk voor veel van de kenmerken op het aardoppervlak, zoals bergen, oceanen en aardbevingen."

De nieuwe bevindingen kunnen wetenschappers ook helpen de vorming van diamanten beter te begrijpen. Diamanten worden gevormd wanneer koolstof wordt blootgesteld aan extreem hoge drukken en temperaturen. In de middelste mantel zijn de druk en de temperatuur hoog genoeg om koolstof in diamanten om te zetten. De langzame stroom van rotsen in de middelste mantel betekent echter dat het lang duurt voordat diamanten zich vormen.

"Onze bevindingen bieden een nieuw inzicht in de omstandigheden waaronder diamanten ontstaan", zegt Tschauner. "Dit zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om diamanten en andere waardevolle mineralen in de aardmantel te vinden."

De studie werd gefinancierd door de National Science Foundation, het Deep Carbon Observatory en de Alfred P. Sloan Foundation.