Amerikaanse geologen zeggen dat de binnenste kern van de aarde niet 4,2 miljard jaar van de aarde had kunnen ontstaan in de vorm waarin wetenschappers het zich vandaag de dag voorstellen, aangezien dit vanuit het oogpunt van de fysica onmogelijk is, aldus een artikel gepubliceerd in het tijdschrift EPS Letters.
“Als de kern van de jonge aarde volledig uit een zuivere, homogene vloeistof zou bestaan, dan zou de binnenste nucleolus in principe niet bestaan, aangezien deze materie niet kon afkoelen tot de temperaturen waarbij de vorming ervan mogelijk was. Dienovereenkomstig kan in dit geval de kern heterogeen van samenstelling zijn, en de vraag rijst hoe dat zo is geworden. Dit is de paradox die we hebben ontdekt”, zegt James Van Orman van Case Western Reserve University in Cleveland (VS).
In het verre verleden was de kern van de aarde volledig vloeibaar en bestond niet uit twee of drie, zoals sommige geologen tegenwoordig suggereren, lagen - de binnenste metalen kern en de omringende smelt van ijzer en lichtere elementen.
In deze toestand koelde de kern snel af en verloor energie, wat leidde tot een verzwakking van het magnetische veld dat erdoor werd opgewekt. Na enige tijd bereikte dit proces een bepaald kritiek punt, en het centrale deel van de kern "bevroor" en veranderde in een vaste metalen nucleolus, wat gepaard ging met een uitbarsting en toename van de sterkte van het magnetische veld.
De tijd van deze overgang is buitengewoon belangrijk voor geologen, omdat het ons in staat stelt om grofweg in te schatten hoe snel de kern van de aarde vandaag afkoelt en hoe lang het magnetische schild van onze planeet meegaat, dat ons beschermt tegen kosmische straling en de atmosfeer van de aarde tegen de zonnewind.
Zoals Van Orman opmerkt, geloven de meeste wetenschappers dat dit gebeurde in de eerste momenten van het leven op aarde dankzij een fenomeen dat analoog kan zijn aan de atmosfeer van de planeet of in frisdrankautomaten in fastfoodrestaurants.
Natuurkundigen hebben lang ontdekt dat sommige vloeistoffen, waaronder water, vloeibaar blijven bij temperaturen die merkbaar onder het vriespunt liggen als er geen onzuiverheden, microscopisch kleine ijskristallen of krachtige trillingen in zitten. Als het gemakkelijk is om het op te schudden of er een stofdeeltje in te dompelen, dan zal zo'n vloeistof vrijwel onmiddellijk bevriezen.
Iets soortgelijks gebeurde volgens geologen ongeveer 4,2 miljard jaar geleden in de kern van de aarde, toen een deel ervan plotseling kristalliseerde. Van Orman en zijn collega's probeerden dit proces te reproduceren met computermodellen van het binnenste van de planeet.
Promotie video:
Deze berekeningen lieten onverwachts zien dat de binnenste kern van de aarde niet zou moeten bestaan. Het bleek dat het kristallisatieproces van zijn rotsen heel anders is dan hoe water en andere onderkoelde vloeistoffen zich gedragen - dit vereist een enorm temperatuurverschil, meer dan duizend Kelvin en een indrukwekkende grootte van een "stofdeeltje", waarvan de diameter ongeveer 20-45 kilometer zou moeten zijn.
Als gevolg hiervan zijn er waarschijnlijk twee scenario's: ofwel had de kern van de planeet volledig bevroren moeten zijn, of hij moest nog steeds volledig vloeibaar blijven. Beide komen niet overeen met de werkelijkheid, aangezien de aarde echt een innerlijke vaste en een uiterlijke vloeibare kern heeft.
Met andere woorden, wetenschappers hebben nog geen antwoord op deze vraag. Van Orman en zijn collega's suggereren dat alle geologen op aarde nadenken over hoe een voldoende groot "stuk" ijzer zich zou kunnen hebben gevormd in de mantel van de planeet en in zijn kern zou kunnen "verdrinken", of dat ze een ander mechanisme zouden vinden dat zou verklaren hoe het zich in twee delen splitste.
