Een nieuwe studie suggereert dat kleine, minerale korrels - geperst en gemengd gedurende miljoenen jaren - zetten de reeks gebeurtenissen in gang die massieve tektonische platen diep in het binnenste van de aarde storten.

De theorie, voorgesteld door Yale-wetenschappers David Bercovici en Elvira Mulyukova, kan een oorsprongsverhaal bieden voor subductie, een van de meest fundamentele krachten die verantwoordelijk zijn voor de dynamische aard van de planeet.

De studie verschijnt in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Subductie vindt plaats wanneer een tektonische plaat onder een andere plaat schuift en vervolgens in de aardmantel zakt. Zijn rol in belangrijke geologische processen is immens:het is de belangrijkste motor voor tektonische beweging. Het bouwt bergen, veroorzaakt aardbevingen, vormt vulkanen, en drijft de geologische koolstofcyclus aan.

Toch zijn onderzoekers onzeker over wat subductie initieert.

"Waarom de aarde zelfs subductie heeft, in tegenstelling tot andere terrestrische planeten, voor zover we weten, is een mysterie, " zei Bercovici, Yale's Frederick William Beinecke Professor en voorzitter van Earth and Planetary Sciences.

"Mantelgesteente nabij het oppervlak dat honderden miljoenen jaren is afgekoeld, heeft twee concurrerende effecten, "zei hij. "Terwijl het kouder en zwaarder is geworden en wil zinken, het is ook stijver geworden en wil niet zinken. Het verstijvende effect moet winnen, zoals op de meeste planeten, maar op aarde, om de een of andere reden, het niet."

Volgens het theoretische model ontwikkeld door Bercovici en Mulyukova, een onderzoekswetenschapper aan Yale, subductie kan beginnen aan de marges tussen de zeebodem van de aarde en continenten.

Het model laat zien dat tektonische spanningen in een oceanische plaat ervoor zorgen dat de minerale korrels met elkaar vermengen, beschadigd raken, en uiteindelijk krimpen. Over een periode van ongeveer 100 miljoen jaar, dit proces verzwakt de oceanische plaat en maakt deze vatbaar voor verticale afschuiving en buiging, die worden geassocieerd met het begin van subductie.

"Het echte knelpunt voor tektonische plaatactiviteit op een terrestrische planeet is hoe snel zijn enorme, rotslagen kunnen vervormen, " zei Mulyukova. "De rotsen kunnen slechts zo snel vervormen als hun minuscule minerale korrels toelaten. Ons model legt uit hoe deze veranderingen in minerale korrels het gesteente dramatisch kunnen verzwakken en subductie mogelijk maken op een planeet als de aarde."