Wanneer een tektonische plaat onder een andere duikt in een subductiezone, het recycleert enorme hoeveelheden water en andere chemicaliën in de aardmantel. De zinkende plaat draagt ​​zeewater dat gevangen zit in sedimenten en korst of chemisch gebonden is in mineralen zoals serpentijn. Later vrijkomen van dit water in de mantel draagt ​​bij aan belangrijke geologische processen, zoals aardbevingen en de vorming van vulkanisch magma.

op volume, het grootste deel van een subductieplaat is de onderste laag, die bestaat uit bovenmantelmateriaal. Schattingen van de hoeveelheid water in neergaande platen van de bovenmantel lopen sterk uiteen:sommigen suggereren dat wereldwijd, subductiezones hebben de afgelopen 540 miljoen jaar meer dan twee oceanen aan water opgeslokt. Echter, nieuw onderzoek door Miller et al. suggereert dat het watertransport in de Trench-subductiezone van Midden-Amerika een orde van grootte minder is dan eerder werd geschat.

Als een plaat een subductiezone nadert, het buigt naar beneden, waardoor fouten ontstaan. Modellen en eerdere waarnemingen hebben gesuggereerd dat door deze buiging en breuken zeewater kan infiltreren in de bovenmantel, waar het scheuren opvult in breukzones, reageert met olivijn om serpentijn te produceren, en wordt later dieper in de subductiezone gedragen.

Eerdere schattingen van hoeveel water de bovenmantel bereikt langs buigfouten, waren gebaseerd op metingen van de snelheid van seismische golven wanneer ze door een subductieplaat gaan. Echter, die metingen en schattingen konden niet onderscheiden of de bovenste mantellaag uniform gehydrateerd is of dat water beperkt is tot buigbreukzones.

Om die beperking aan te pakken, de nieuwe studie hield rekening met seismische anisotropie die karakteriseert hoe de snelheid van seismische golven afhangt van de richting waarin ze door een materiaal reizen. De onderzoekers gebruikten gegevens verzameld door seismometers op de zeebodem om seismische anisotropie te meten langs de Midden-Amerikaanse Trench bij Nicaragua, wat een veel gedetailleerder beeld van de hydratatie van de bovenmantel mogelijk maakte.

Uit de gegevens bleek dat in de onderzochte regio, wateropslag in de bovenmantel is beperkt tot kronkelige breukzones die snel dunner worden met de diepte, wat suggereert dat breukdynamiek en serpentinisatiereactiekinetiek voorkomen dat zeewater de mantel tussen buigfouten hydrateert. Nieuwe schattingen van het vervoer over water waarin deze bevinding is verwerkt, zijn een orde van grootte lager dan eerdere schattingen voor de Trench in Midden-Amerika. Omdat dezelfde processen plaatsvinden in andere subductiezones, de onderzoekers melden dat er wereldwijd veel minder water kan worden vervoerd dan eerder werd geschat.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.