Je leest:

Aardkern mogelijk niet op aarde gevormd

Aardkern mogelijk niet op aarde gevormd

Auteur: | 31 oktober 2003

Volgens astronomen (die dat nu eenmaal beter kunnen weten dan geologen) werd bij de planeten van ons zonnestelsel al in de eerste 30 miljoen jaar een scheiding gemaakt tussen aardkern en aardmantel (op de buitenzijde van de mantel zou zich later, door afkoeling en verdere differentiatie, de aardkorst vormen).

Die differentiatie tussen kern en mantel zou een min of meer logisch gevolg zijn geweest van de manier waarop de aarde (maar bijv. ook Mars) zou zijn ontstaan: ontstaan door het samenklonteren vanuit gas- en stofwolken tot lichamen (planetesimalen) van enkele kilometers in doorsnede, die zich vervolgens – onder invloed van hun onderlinge aantrekking en door onderlinge botsingen – verenigden tot hemellichamen met een doorsnede van duizenden kilometers.

De maan ontstond door een botsing van een object met de proto-aarde. Deze beide grote hemellichamen moeten toen al een metalen kern hebben gehad. Maar kennelijk hadden niet alle planetesimalen een metalen kern. Uit meteorieten wordt afgeleid dat er planetesimalen van tientallen tot honderden kilometers in doorsnede moeten zijn geweest die niet of nauwelijks gesmolten waren, en waarin zich dus geen metalen kern en een meer silicaatrijke mantel door differentie hadden gevormd. Dat doet de vraag rijzen of opsmelting wel voor alle vroege hemellichamen kan worden beschouwd als het proces dat scheiding tussen (zware) kern en (lichtere) mantel mogelijk maakte.

De smeltpunten voor legeringen van ijzer, nikkel, zwavel en zuurstof (900-1000 °C) liggen lager dan die voor de meeste silicaten (1100-1400 °C). Als bij temperatuurstijging van een planetesimaal smelting optreedt, zullen dus eerst de metalen smelten, en het ligt niet zonder meer voor de hand dat de ongesmolten silicaten dan naar buiten gedreven worden. Japanse onderzoekers hebben laboratoriumproeven uitgevoerd om na te gaan onder welke omstandigheden zo’n differentiatie toch kan optreden. Die proeven vonden plaats bij hoge temperatuur (1200-1300 °C) en druk (3 Gpa), overeenkomend met de omstandigheden die nu op aarde heersen op 100 km diepte (700 km op de maan).

De ingewikkelde proeven leidden tot de conclusie dat differentiatie tussen kern en mantel al plaatsvindt wanneer een aangroeiend hemellichaam zoals een planetesimaal een diameter heeft van 50-100 km. Dat zou betekenen dat de ‘aardkern’ niet op aarde is ontstaan, maar dat de planetesimalen waaruit de aarde ontstond elk al een kern en een mantel hadden. Die kernen moeten zijn ontstaan door een soort druppelsgewijze concentratie van gesmolten metaal dat zich via een iets permeable silicaatmassa binnenin concentreerde. Opsmelting is dus niet noodzakelijk (dat verklaart ook waarom sommige meteorieten afkomstig lijken te zijn van planetesimalen die nooit opgesmolten zijn geweest).

Dat bij de onderlinge botsingen van planetesimalen de kernen zich konden verenigen is niet zo verbazingwekkend. Toch roept ook deze ontstaanswijze van kern en mantel vragen op, want er zijn betrekkelijk grote hemellichamen (zoals Ceres) die niet zijn opgedeeld in kern en mantel.

Referenties

Minarik, B., 2003. The core of planet formation. Nature 422, p. 126-128.

Yoshino, T., Walter, M.J. & Katsura, T., 2003. Core formation in planetesimals triggered by permeable flow. Nature 422, p. 154-157.

Lees ook meer nieuws op de website van NGV Geoniews

Dit artikel is een publicatie van NGV Geonieuws.
© NGV Geonieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 31 oktober 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.