“Met dit VICI-project zet ik mijn brede passie voort om de grootschalige geologische processen diep onder onze voeten beter te begrijpen, processen die onze planeet in de loop van miljarden jaren hebben gevormd. Ik onderzoek hoe veranderingen in de platentektoniek diepe geochemische cycli en de samenstelling van de aardmantel hebben beïnvloed. Mijn werk aan vulkanische gesteenten heeft belangrijke implicaties voor de samenstelling van de aardkorst, de oceanen en de atmosfeer, en daarmee voor ons klimaat,” aldus Koornneef over de toekenning.
Mantelpluimen
De aardmantel, de rotsachtige laag onder de aardkorst, beweegt en koelt langzaam af. Hete gesteentekolommen, mantelpluimen genaamd, stijgen vanuit de aardkern naar het aardoppervlak, waar ze verschijnen als vulkanische hotspots. Wanneer deze pluimen het oppervlak bereiken, kunnen ze massale vulkaanuitbarstingen veroorzaken, waarbij grote hoeveelheden CO₂ vrijkomen, continenten opbreken en massa-extincties het gevolg zijn. Er is echter weinig bekend over de samenstelling en het dynamische gedrag van deze pluimen, omdat ze niet rechtstreeks bestudeerd kunnen worden. Magma uit pluimen bevat informatie over de chemische en fysische eigenschappen, maar deze informatie gaat vaak verloren wanneer het magma zich door de aardkorst beweegt en er uitwisseling optreedt.
MAGMAS-project
In het MAGMAS-project onderzoekt Koornneef piepkleine druppeltjes magma die opgesloten zitten in olivijnkristallen. Deze zogenoemde smeltinsluitsels werken als natuurlijke tijdcapsules: ze zijn beschermd tegen uitwisseling met gesteenten uit de aardkorst. Door deze druppeltjes te analyseren, kunnen we beter achterhalen hoe magma diep in de aardmantel oorspronkelijk was samengesteld. Het project richt zich op drie hoofdvragen:
- Het verbeteren van analysetechnieken om de chemische samenstelling van smeltinsluitsels nauwkeuriger te meten, inclusief vluchtige stoffen zoals CO₂.
- Begrijpen hoe de samenstelling van mantelpluimen door de tijd heen verandert.
- Onderzoeken hoe deze samenstelling invloed heeft op bewegingen in de aardmantel en op de uitwisseling van elementen tussen het binnenste van de aarde en het aardoppervlak.
Chemische structuur van de aarde
Het onderzoeksteam bestudeert kleine magma-druppeltjes (smeltinsluitsels) uit lava die afkomstig is van mantelpluimen op verschillende plekken en uit verschillende perioden rond de Atlantische Oceaan, zoals IJsland, de Azoren, Ascension en Tristan da Cunha–Gough. De chemische informatie uit deze monsters wordt vervolgens gebruikt in geavanceerde geodynamische 3D-computermodellen. Daarmee onderzoekt het MAGMAS-team hoe de samenstelling van de aardmantel samenhangt met bewegingen in het binnenste van de planeet. Dit onderzoek helpt ons beter te begrijpen hoe de aarde zich door de tijd heeft ontwikkeld en hoe die chemische ontwikkeling samenhangt met vulkanisme, klimaatveranderingen en uiteindelijk de leefbaarheid van onze planeet.
Nieuwe analysetechnieken
Door de ontwikkeling en toepassing van nieuwe analysetechnieken zal het project een aanzienlijke wetenschappelijke impact hebben binnen de geowetenschappen, waaronder geochemie, geofysica, planetaire wetenschappen en klimaatonderzoek.. Deze innovaties zijn tevens breed inzetbaar in verwante disciplines zoals archeologie, milieuwetenschappen, forensische wetenschappen en erfgoedonderzoek. Daarnaast genereert het project maatschappelijke impact via samenwerking met de industrie gericht op productontwikkeling, het leveren van analytische diensten aan diverse stakeholders en door kennisverspreiding via onderwijs, training en publieksvoorlichting.
Over Janne Koornneef
Janne Koornneef is universitair hoofddocent bij de afdeling Aardwetenschappen: Geologie en Geochemie. Naast het Vici-project is zij projectleider van meerdere lopende projecten en staat zij aan het hoofd van het NIGEL – het Nederlands Isotopen Geochemisch Laboratorium een NWO-Groot gefinancierde nationale Infrastructuur.