Seismische golfsnelheden hebben een deel van een oude vulkanische "superplum" onder Nieuw-Zeeland onthuld, het benadrukken van verbindingen tussen het diepe binnenste van de aarde en het oppervlak waarop we leven.

Onderzoek door Te Herenga Waka-Victoria University of Wellington geofysici professor Tim Stern en universitair hoofddocent Simon Lamb, samen met collega's, geeft aan dat het Noordereiland op een deel van de "grootste vulkanische uitstorting" op aarde zit, ontstaan ​​door een opwelling in het diepe binnenste van de aarde.

Die gebeurtenis vond ongeveer 120 miljoen jaar geleden plaats toen een gigantische pluim van hete rots zich losmaakte van de kern-mantelgrens, ongeveer 3000 km onder het aardoppervlak, en steeg snel naar de oppervlakte als een superpluim.

Een paper over de bevindingen van professor Stern en universitair hoofddocent Lamb, beide van de School voor Geografie, Milieu en Aardwetenschappen, is vandaag gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift van de Verenigde Staten wetenschappelijke vooruitgang .

Professor Stern zegt dat de oude superpluim het diepe binnenste van de aarde verbond met het oppervlak van de planeet.

"In de jaren zeventig, geofysici stelden voor dat de aardmantel een karnende beweging onderging, eerder als een lavalamp, en hete klodders drijvend gesteente stegen als pluimen op van zo ver als de kern van de aarde.

"Het smelten van dit gesteente aan de oppervlakte zou dan de oorzaak kunnen zijn van overvloedig vulkanisme, zoals die waargenomen in IJsland of Hawaï.

"Zelfs grotere vulkanische uitstortingen hebben plaatsgevonden in het geologische verleden, waarvan de grootste bekend is, vond plaats in de zuidwestelijke Stille Oceaan in het Krijt in de tijd van de dinosauriërs, het vormen van een vulkanisch onderwaterplateau ter grootte van een continent.

"Vervolgens, de beweging van de tektonische platen brak dit plateau, en één fragment - dat tegenwoordig het Hikurangi-plateau vormt - dreef weg naar het zuiden, en ligt nu ten grondslag aan het Noordereiland en ook aan de ondiepe oceaan voor de kust."

Professor Stern en collega's bestudeerden de snelheid van seismische golven (trillingen) door deze rotslagen om hun oorsprong en kenmerken te bepalen.

"De belangrijkste observatie in de nieuwe studie is dat seismische druk 'P'-golven - in feite geluidsgolven - veroorzaakt door aardbevingen of door de mens veroorzaakte explosies, veel sneller door de mantelrotsen onder het Hikurangi-plateau reizen dan onder het grootste deel van de zeebodem wordt waargenomen, met snelheden van 9 kilometer per seconde, " hij zegt.

"Een bijzonder kenmerk van deze hoge snelheden is dat ze even hoog zijn voor seismische trillingen die zich in alle horizontale richtingen verplaatsen, maar veel lager voor die trillingen die verticaal naar boven reizen."

Dat verschil tussen verticale en horizontale snelheid stelde professor Stern en universitair hoofddocent Lamb in staat om de rotsen van het Hikurangi-plateau te matchen met die van het Manihiki-plateau ten noorden van Samoa en het Ontong-Java-plateau ten noorden van de Salomonseilanden, die dezelfde snelheidskenmerken hebben.

Dat toonde aan dat ze allemaal deel uitmaakten van dezelfde superpluim.

"Het bijzondere is dat al deze plateaus ooit met elkaar verbonden waren, die de grootste vulkanische uitstorting ter wereld vormen in een regio van meer dan 2000 km breed."

Universitair hoofddocent Lamb zegt dat het als een verrassing kwam dat de "stroming die voorspeld was voor een gigantische paddenstoelvormige superpluimkop in mantelgesteenten precies deze zeer hoge snelheden en deze eigenaardige snelheidsverdeling zou produceren".

"De bijbehorende vulkanische activiteit heeft mogelijk een belangrijke rol gespeeld in de geschiedenis van de aarde, het klimaat van de planeet en ook de evolutie van het leven beïnvloeden door massale uitstervingen teweeg te brengen.

"Het is een intrigerende gedachte dat Nieuw-Zeeland nu bovenop zit wat ooit zo'n krachtige kracht op aarde was."

Professor Stern zegt dat de geologische gemeenschap het idee van pluimen bijna had verworpen.

"Direct bewijs voor hun bestaan ​​is ongrijpbaar geweest. Maar, met deze studie, we hebben nu zowel hard bewijs dat dergelijke pluimactiviteit inderdaad heeft plaatsgevonden als een vingerafdrukmethode om fragmenten van de grootste pluimen van alle superpluimen te detecteren die opstijgen uit de buurt van de kern van de aarde.