Long Eccentricity Pervasively Modulates Abyssal Hill Formation at Mid-Ocean Ridges

Diep onder de golven, waar de oceaanbodem zich uitstrekt in een eeuwige duisternis, ligt een landschap van glooiende heuvels en diepe valleien. Dit zijn de abyssale heuvels, enorme onderzeese bergen die ontstaan langs de naden waar de tektonische platen van de Aarde uit elkaar drijven. Decennialang wisten wetenschappers al dat het ritme van het klimaat van onze planeet, gedreven door de wiebel en kanteling van de baan van de Aarde, een spoor achterlaat op deze onderwaterbergen. Wanneer ijskappen groeien en krimpen, stijgt en daalt de zeespiegel, wat de druk op de oceaanbodem verandert. Deze drukverandering werd geacht te werken als een klep, die de stroom van gesmolten gesteente vanuit de diepte van de aarde naar het oppervlak opent en sluit, waardoor een patroon in de heuvels ontstaat dat overeenkomt met de cycli van klimaatverandering.

Echter, deze verklaring voelde altijd incompleet. De patronen die in de heuvels werden waargenomen, kwamen niet overeen met alle bekende cycli van de baan van de Aarde, en de verbinding leek te breken wanneer men keek naar de oudste delen van de oceaanbodem. Een specifieke, lange cyclus van de baan van de Aarde, die ongeveer elke 400.000 jaar herhaalt, ontbrak in de registratie. Deze kloof liet onderzoekers zich afvragen of er een andere, meer directe kracht aan het werk was, een kracht die diep in de aardkorst kon reiken zonder dat de atmosfeer of de oceanen de signalen hoefden over te dragen.

Een nieuwe studie door Chunhui Tao en zijn collega's heeft eindelijk dit ontbrekende puzzelstukje ingevuld. Door de vormen van de oceaanbodem in 22 verschillende regio's over de hele wereld te onderzoeken, van de snelst uitdijende ruggen tot de langzaamste, ontdekte het team dat deze cycli van 400.000 jaar overal aanwezig zijn. Ze ontdekten dat de heuvels niet alleen reageren op het gewicht van het water boven hen, maar ook direct worden aangestoten door de zwaartekracht van de Zon zelf.

Om dit verborgen ritme te vinden, verzamelde het onderzoeksteam een enorme hoeveelheid gegevens. Ze bestudeerden 122 gedetailleerde kaarten van de oceaanbodem, waarbij ze waterdieptemetingen combineerden met magnetische records die verborgen liggen in de gesteenten. De magnetische gegevens waren cruciaal omdat ze fungeren als een tijdlijn. Terwijl nieuw gesteente vormt bij de mid-oceanische ruggen, legt het de richting van het magnetisch veld van de Aarde op dat moment vast. Door specifieke, smalle banden gesteente met bekende magnetische geschiedenissen te identificeren, kon het team precies bepalen hoe oud de oceaanbodem op elke plek was. Hierdoor konden ze veel verder terugkijken in de tijd dan eerdere studies, die vaak beperkt waren tot het laatste miljoen jaar. Ze richtten zich op een periode genaamd de Matuyama-chron, die loopt van ongeveer 780.000 jaar geleden tot het einde van die periode, om te zien of de lange cyclus van 400.000 jaar aanwezig was in de topografie.

De resultaten waren opmerkelijk. Toen het team de hoogte en afstand van de abyssale heuvels analyseerde, verscheen er een duidelijke piek op het 400.000-jaar-teken in bijna elke locatie die ze bestudeerden. Dit signaal was het sterkst op de langzaamst uitdijende ruggen, waar de heuvels groter zijn en verder uit elkaar liggen, maar het was ook aanwezig op de snellere ruggen. Deze bevinding weerlegde het idee dat zeespiegelveranderingen de primaire drijfveer waren. Hoewel de zeespiegel verandert met de kortere cyclus van 100.000 jaar, komt de 400.000-jarige cyclus niet duidelijk naar voren in de geschiedenis van de zeespiegels tijdens de door hen bestudeerde periode. Als de heuvels alleen zouden reageren op het gewicht van het water, zou het 400.000-jarige patroon afwezig moeten zijn, maar dat was het niet.

In plaats daarvan stellen de auteurs een directer mechanisme voor dat betrokken is bij zwaartekracht. De baan van de Aarde is geen perfecte cirkel; deze wordt uitgerekt en krimpt in een cyclus die ongeveer 400.000 jaar duurt. Wanneer de baan meer uitgerekt is, komt de Aarde dichter bij de Zon bij het dichtstbijzijnde punt. Deze verandering in afstand verandert de sterkte van de gravitationele aantrekkingskracht van de Zon op onze planeet. De onderzoekers berekenden dat deze variatie in zonne-zwaartekracht feitelijk veel sterker is dan de zwaartekracht van de Maan, die er bekend om staat getijden in de oceanen en zelfs in de vaste aarde te veroorzaken.

Het team suggereert dat deze sterkere zonnerekkracht fungeert als een trigger voor de magmakamers diep onder de oceaanbodem. Net zoals de zwaartekracht van de Maan aan de vaste aarde kan trekken om kleine getijden te creëren, geeft de zwaartekracht van de Zon, wanneer deze op zijn sterkst is tijdens de piek van de 400.000-jarige cyclus, het gesmolten gesteente binnen de aarde een sterkere duw. Deze duw maakt het gemakkelijker voor het magma om door de korst te breken en uit te barsten, waardoor nieuwe zeebodem ontstaat. Wanneer de baan minder uitgerekt is, is de trekkracht zwakker, en vinden de erupties minder frequent plaats. Deze ritmische triggering creëert het patroon van heuvels en valleien dat we vandaag de dag zien.

Deze ontdekking verandert hoe we de verbinding begrijpen tussen de hemel en de diepe aarde. Het laat zien dat het ritme van het zonnestelsel direct de vorming van de oceaanbodem kan controleren, onafhankelijk van het klimaat of de ijstijden. De 400.000-jarige cyclus fungeert als een wereldwijde pacemaker, een gestage hartslag die de creatie van nieuwe korst aan de bodem van de wereldoceanen aandrijft. Hoewel de exacte details van hoe deze gravitationele trigger binnen de mantel van de aarde werkt nog verder verkend moeten worden, is het bewijs nu duidelijk: de heuvels van de diepe oceaan houden de tijd aan met de lange, langzame dans van de baan van de Aarde rond de Zon.