Hete openingen in de diepe zee en geisers op het land documenteren de penetratie van water in het hete binnenste van de aarde. Dit gebeurt voornamelijk in gebieden waar de korst breekt en magmakamers zich dicht bij het oppervlak bevinden, bijv. in het gebied van mid-oceanische ruggen. Maar hoe diep dringt het water door en koelt het het bovenste deel van de hete mantel af? Tot dusver, aangenomen is dat dit proces slechts enkele kilometers diepte bereikt. Een nieuwe analytische methode ontwikkeld bij GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel laat nu zien dat water veel dieper in de aarde doordringt dan eerder werd gedacht.

"Chloor is het belangrijkste element in ons onderzoek, " legt dr. Froukje van der Zwan uit, eerste auteur van de GEOMAR-studie. "We konden deze indicator voor zeewater in basaltgesteente zelfs in zeer lage concentraties detecteren." In haar Ph.D. stelling, ze ontwikkelde een nieuwe methode om het chloorgehalte te bestuderen in gesteentemonsters die zijn verzameld op de Zuidelijke Mid-Atlantische Rug en de Gakkelrug in Centraal Noordpoolgebied. In aanvulling, een chemische analyse van geselecteerde kristallen in de rotsmonsters stelde de onderzoekers ook in staat om de diepte te bepalen waarop het chloor in de rots was opgenomen.

"Voor onze analyses we moesten de elektronenstraalmicrosonde tot het uiterste drijven. Het is een speciale scanning elektronenmicroscoop, waaraan spectrometers zijn bevestigd voor de kwantitatieve analyse van belangrijke, concentratie van kleine en sporenelementen, " legt van der Zwan uit. De microsonde, evenals andere noodzakelijke apparaten, waren verkrijgbaar bij GEOMAR. Verder, met de resultaten van dit onderzoek, de auteurs hebben theoretische modellen kunnen verifiëren die bij GEOMAR zijn ontwikkeld.

"Tot dusver, is aangenomen dat hoge druk en temperaturen ervoor zorgden dat water niet onder de 10 kilometer kon doordringen, " zegt Prof. Dr. Colin Devey, co-auteur van de GEOMAR-studie. "We kunnen nu laten zien dat het water veel dieper doordringt, " Devey gaat verder. Deze bevinding is belangrijk voor de afkoeling van de oceanische korst en zijn warmtebudget, evenals voor het totale niveau van vluchtige stoffen in de oceanische korst, die later worden ondergedompeld en in de mantel worden gerecycled.