Een bergketen met een totale lengte van 65, 000 kilometer loopt door alle oceanen. Het markeert de grenzen van tektonische platen. Door de opening tussen de platen, materiaal uit het binnenste van de aarde komt naar voren, nieuwe zeebodem vormen, onderzeese bergen opbouwen en de platen uit elkaar spreiden. Heel vaak, deze mid-oceanische ruggen worden beschreven als een enorme, langgerekte vulkaan. Maar deze vergelijking is slechts gedeeltelijk correct, omdat het materiaal dat de nieuwe zeebodem vormt niet altijd magmatisch is. In sommige verspreidingscentra, materiaal van de aardmantel bereikt het oppervlak zonder te smelten. Het percentage van de zeebodem gevormd uit dit materiaal was voorheen onbekend.

Wetenschappers van de universiteiten van Kiel (Duitsland), Austin, Texas, VS) en Durham (VK) hebben nu gegevens gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuur Geowetenschappen Dat, Voor de eerste keer, een gedetailleerde schatting mogelijk maken van hoeveel zeebodem wordt gevormd door mantelmateriaal zonder magmatische processen. "Dit fenomeen doet zich vooral voor waar de zeebodem zich met een snelheid van minder dan twee centimeter per jaar uitbreidt, " legt Prof. Dr. Ingo Grevemeyer van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel uit, hoofdauteur van de studie.

Een van deze zones bevindt zich in de Cayman Trough ten zuiden van het eiland Grand Cayman in het Caribisch gebied. anno 2015, de onderzoekers gebruikten het Duitse onderzoeksschip METEOR om de zeebodem seismisch te onderzoeken. Geluidssignalen die door rots- en sedimentlagen worden gestuurd, worden door elke laag op verschillende manieren gereflecteerd en gebroken. Gesteente dat is gesmolten en gestold op de zeebodem heeft een andere signatuur in het seismische signaal dan gesteente van de aardmantel dat niet is gesmolten.

Maar wetenschappers hadden een probleem:contact met het zeewater verandert de mantelgesteenten. "Na dit proces serpentinisering, mantelgesteenten zijn in seismische gegevens nauwelijks te onderscheiden van magmatische gesteenten, " zegt professor Grevemeyer. Tot nu toe, mantelgesteente op de zeebodem kon alleen worden gedetecteerd door monsters rechtstreeks van de zeebodem te nemen en deze in het laboratorium te analyseren. "Maar op die manier je krijgt alleen informatie over een klein plekje. Grootschalige of zelfs diepgaande informatie over de samenstelling van de zeebodem kan niet worden verkregen, ’ zegt Grevemeyer.

Echter, tijdens de expeditie in 2015, het team gebruikte niet alleen de energie van gewone geluidsgolven, het detecteerde ook zogenaamde schuifgolven, die alleen in vaste materialen voorkomen. Door een uitgekiende selectie van meetpunten konden ze heel duidelijk worden vastgelegd.

Uit de verhouding van de snelheid van beide soorten golven, de wetenschappers waren in staat om mantelmateriaal te onderscheiden van magmatisch materiaal. "Dus we konden voor het eerst met seismische methoden bewijzen dat tot 25 procent van de jonge oceaanbodem niet magmatisch is in het ultralangzame verspreidingscentrum in de Cayman-trog, ’ zegt Ingo Grevemeyer.

Aangezien er vergelijkbare verspreidingscentra zijn in andere regio's, zoals de Noordelijke IJszee of de Indische Oceaan, deze resultaten zijn van groot belang voor het algemene idee over de globale samenstelling van de zeebodem. "Dit hoort erbij, als we globale modellen willen maken over de interacties tussen zeebodem en zeewater of over processen van platentektoniek, ’ vat professor Grevemeyer samen.