Oude vulkanen die miljarden jaren oud zijn, kunnen nieuwe inzichten verschaffen in hoe het aardoppervlak wordt gerecycled, volgens wetenschappers van de Universiteit van St. Andrews.

Een onderzoek, vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onthult het lot van de oude aardkorst en zou kunnen helpen bij het oplossen van het mysterie van hoe het aardoppervlak en de mantel met elkaar verbonden zijn.

De buitenste laag van de aarde bestaat uit stijve tektonische platen die bewegen en botsen in gebieden die subductiezones worden genoemd.

In botsingsgebieden, korstmaterialen worden getransporteerd naar de diepe mantel, en een van de grote uitdagingen in de aardwetenschappen is om te begrijpen wat er met deze korst gebeurt en hoe lang het in de mantel blijft.

Bij een paar vulkanen op aarde kunnen geologen sporen van deze oude aardkorstmaterialen vinden in de uitbarstende lava. Tot op heden heeft het meeste van dit werk zich gericht op oceanische eilanden zoals Hawaï of de Canarische Eilanden.

Echter, oceanische eilanden zijn slechts een paar miljoen jaar aan het aardoppervlak aanwezig voordat ze zelf verdwijnen en weer in de mantel worden ondergedompeld, en kan dus slechts een kleine momentopname bieden van de recycling van aardkorst gedurende de vier miljard jaar geschiedenis van de aarde.

Het St Andrews-team onderzocht een reeks alkalische magma's die waren uitgebarsten in continentale kloven, vergelijkbaar met de hedendaagse Oost-Afrikaanse kloof.

Hoewel deze magma's een zeer ongebruikelijke chemische samenstelling hebben, ze vertonen veel overeenkomsten met die oceanische lava's en, cruciaal, zijn te vinden in het hele geologische record van de aarde.

Het team richtte zich op een alkalische provincie in het zuidwesten van Groenland met behulp van geavanceerde isotopentechnieken om chemisch vingerafdrukken te maken van oud korstmateriaal in de bron van deze magma's.

Door een combinatie van veldwerk op afstand (per boot en helikopter) en zorgvuldige chemische analyse was het team in staat om aan te tonen dat deze magma's 500 miljoen jaar voordat de vulkanen uitbarsten in oude korst ondergedompeld in de mantel.

Toen het team deze processen in Groenland eenmaal begreep, verzamelden ze wereldwijde gegevens over de chemie van alkalisch magma en waren verrast toen ze ontdekten dat de overgrote meerderheid een gerecyclede korstcomponent in hun magmabron bevatte.

Hoofdauteur Dr. Will Hutchison, van de School of Earth and Environmental Sciences aan de universiteit, zei:"Ons belangrijkste resultaat is dat de isotopen van alkalische magma's zeer variabel zijn en dit suggereert dat hun gerecyclede aardkorstbronnen in de loop van de geologische tijd zijn veranderd.

"Het mooie van onze wereldwijde dataset is dat deze meer dan twee miljard jaar teruggaat en daarom vertegenwoordigen deze unieke alkalische gesteenten een extreem krachtig record voor het begrijpen van aardkorstrecycling in de geschiedenis van de aarde."

"Door zorgvuldig de stollings- en sedimentaire isotopenrecords samen te brengen, dit zou ons in staat kunnen stellen te begrijpen hoe veranderende aardkorst-input is gekoppeld aan vulkanische output, en uiteindelijk een veel beter begrip opbouwen van wat er met tektonische platen gebeurt zodra ze naar de diepe aarde worden getransporteerd."