Het landschap van Oost-Australië is bezaaid met honderden uitgedoofde vulkanen. Ze hebben geleid tot een omgeving waarmee Aboriginals al tienduizenden jaren verbonden zijn, en de rijke bodems waarop het moderne Australië de afgelopen paar honderd jaar is gegroeid.

Maar tot voor kort, deze vulkanen vormden een geologisch mysterie. Er zijn twee veelvoorkomende manieren waarop vulkanen ontstaan:aan de randen van tektonische platen, of bovenop klodders heet materiaal genaamd "mantelpluimen, " die oprijzen uit het diepe binnenste van de planeet. Voor de meeste vulkanen in Oost-Australië, echter, geen van deze verklaringen past bij de rekening.

We hebben de puzzel nu opgelost. Door de geschiedenis van de uitbarstingen en de chemische samenstelling van de rotsen te bestuderen die ze uitspugen, we ontdekten een voorheen onbekend geologisch mechanisme dat vulkanen van Far North Queensland verbindt met de zuidpunt van Tasmanië.

De vulkanische connectie van Australië

Het zal je misschien verbazen te horen dat honderden vulkanen de afgelopen 100 miljoen jaar langs de hele oostkant van Australië zijn uitgebarsten. Dit vulkanisme breidde zich ook offshore uit naar Nieuw-Zeeland en het verzonken continent Zeelandia.

De meeste vulkanen in de wereld ontstaan ​​wanneer een proces dat 'subductie' wordt genoemd, delen van de zeebodem in de aardmantel duwt, waar het smelt en vulkanisme aan de oppervlakte produceert. Het bekendste voorbeeld van dit soort vulkanisme is de Ring van Vuur rond de Stille Oceaan.

Alternatief, ketens van vulkanische eilanden kunnen worden gevormd door heet materiaal dat opstijgt uit het diepe binnenste van de aarde - "mantelpluimen" genoemd - in een proces dat Hawaï heeft gecreëerd, IJsland, en de Galapagos-eilanden. Deze zogenaamde "hotspot-ketens" volgen de beweging van tektonische platen terwijl zich nieuwe eilanden vormen boven een stationaire mantelpluim.

Echter, de meeste vulkanen in onze achtertuin zijn niet gerelateerd aan mantelpluimen en liggen niet in de buurt van plaatgrenzen. Dus waarom zijn ze hier?

Onderzoek naar de vulkanische hartslag van Australië

onze studie, vandaag gepubliceerd in Science Advances, laat zien dat de frequentie van vulkaanuitbarstingen in het oosten van Australië en Zeeland afhangt van wat er ongeveer 3 met de zeebodem gebeurt, 000 kilometer verder naar het oosten.

Waarom gebeurt dit? Het heeft allemaal te maken met de hoeveelheid water en koolstofdioxide die vastzit in de zeebodem, die in de mantel wordt gerecycled.

Gedurende vele miljoenen jaren, een reservoir van deze vluchtige ingrediënten heeft zich in de mantel opgebouwd, meer dan 410 kilometer onder het oppervlak. Dit reservoir blijft slapend onder de Australische plaat, totdat tektonische krachten uitbarstingen van beweging veroorzaken.

Terwijl platen zeebodem in de Tonga-Kermadec Trench worden ondergedompeld, die loopt van Nieuw-Zeeland tot Samoa, de trillingen reiken helemaal tot aan het mantelreservoir onder Oost-Australië en Zealandia. Als resultaat, water en koolstofdioxide schudden los uit het reservoir en stijgen op om vulkaanuitbarstingen aan de oppervlakte te veroorzaken.

We vonden ons eerste bewijs voor dit drijvende proces in de diepe geschiedenis van vulkaanuitbarstingen in de regio. Er waren twee geleidelijke toenames in vulkanisme, een tussen 60 miljoen jaar geleden en 21 miljoen jaar geleden, en de andere van 10 miljoen jaar geleden tot 2 miljoen jaar geleden. Deze perioden werden gescheiden door een korte (in geologische termen) stilte in uitbarstingsfrequentie.

Beide afleveringen werden geproduceerd door grote reorganisaties van de tektonische platen van de aarde, waarin de platen snel van snelheid en richting veranderen. Deze veranderingen leidden tot de subductie van een enorme stapel westelijke Pacifische zeebodem, die op zijn beurt vulkanische activiteit veroorzaakte toen water en koolstofdioxide uit hun reservoir in de mantel werden geschud.

Vingerafdrukken van de mysterieuze vulkanen van Australië

Dit subductieproces is niet uniek voor de Australische oostkust. Wat de regio Oost-Australië-Zealandia onderscheidt, is dat de zeebodem die vanuit de westelijke Stille Oceaan onder het continent wordt geduwd, rijk is aan materialen die water en koolstofdioxide bevatten.

Niet alleen dat, maar deze materialen lijken zich gedurende een lange periode op een ondiepe diepte in de mantel te verzamelen, in plaats van dieper in het binnenste van de aarde te zinken. Hierdoor ontstaat een zone diep in de mantel direct onder de oostkust van Australië die is verrijkt met vluchtige stoffen.

We onderzochten de chemische samenstelling van gesteenten geproduceerd door deze oude uitbarstingen in de regio en vonden de overgrote meerderheid gedeelde gemeenschappelijke chemische vingerafdrukken. Deze vingerafdrukken vertelden ons dat de uitbarstingen in het oostelijke derde deel van Australië en Zealandia afkomstig waren van een gemeenschappelijk mantelreservoir, die alleen gevormd kunnen zijn door de subductie van de oude zeebodem. Dit was het laatste stukje van de puzzel dat ons hielp schijnbaar willekeurige vulkanen met elkaar te verbinden over 100 miljoen jaar geschiedenis.

Nieuwe 'ogen' om in het buitenland en thuis te verkennen

Door de perspectieven van de vulkanische geschiedenis te combineren, tektonische plaatbewegingen en geochemie kunnen ons ook helpen om andere explosieve mysteries van onze natuurlijke wereld te ontrafelen. We hopen ons model verder te testen in andere raadselachtige regio's waar vulkanen verschijnen in het midden van tektonische platen, zoals het westen van de Verenigde Staten, Oost-China, en rond Bermuda.

Ondertussen, we hopen dat onze ontdekkingen je een nieuwe manier geven om naar de vele prachtige vulkanische heuvels en andere kenmerken van Oost-Australië te kijken. Als je deze zomer door het platteland rijdt, hier zijn onze top vijf vulkanische hoogtepunten voor uw reisplezier:

• wieg berg, Tasmanië
• Mount Gambier, Zuid Australië
• Nationaal park orgelpijpen, Victoria
• Gezaagde rotsen Narrabri, Nieuw Zuid-Wales
• Undara lavabuizen, Queensland

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.