De aardkern koelt langzaam maar zeker af. Uit nieuw onderzoek van de Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) van Zürich blijkt dat dit sneller gaat dan verwacht.

Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden was onze planeet nog een gloeiende vuurbal. Naarmate de eons verstreken, droogde de buitenste laag van de aarde uit tot een harde korst. De aardkern is nog steeds een hete magmamassa, maar niet voor altijd. Zelfs de kern van onze aarde koelt tergend langzaam af. En dat gebeurt sneller dan verwacht, laten onderzoekers van het ETH Zurich weten in het wetenschappelijk blad Earth and Planetary Science Letters.

Lees ook:

• KIJK 3/2016: de geheimen van de aardkern
• Piepjonge aarde had mogelijk ‘venusatmosfeer’

Beschermende kern

In het dagelijks leven merken we niet dat onze aarde een hete kern heeft. Althans, dat lijkt maar zo. Zonder deze warmtebron zou geen leven mogelijk zijn op onze blauwe bol. De draaiende mengelmoes van gesmolten nikkel en ijzer in het hart van onze aarde creëert het aardmagnetisch veld, wat ons onder meer tegen kosmische straling beschermt. Bovendien dient de hete kern als een soort kachel, die de temperaturen op onze aarde stabiel houdt.

Scheidingswand van mineraal

Hoe snel deze haard afkoelt, is van allerlei factoren afhankelijk. De grens tussen de buitenste aardkern en de aardmantel daarboven is één van die factoren. Deze afbakening bestaat uit silicaatperovskiet. Dit mineraal geleidt warmte van de kern naar de mantel, net zoals een hete theekop warmte geleidt. Het glas houdt de thee bij elkaar, gescheiden van de omgeving. Toch ontsnapte de warmte langzamerhand uit het kopje, zodat je er je koude handen aan kunt opwarmen. Silicaatperovskiet is het glas om onze aardkern, dat langzaam maar zeker hitte toevoert naar de aardmantel.

De mate waarin een materiaal warmte doorlaat, noem je de geleidbaarheid. Geleidbaarheid is afhankelijk van temperatuur en druk, daarom is het soms moeilijk te meten. Silicaatperovskiet komt bijvoorbeeld alleen voor in de aardmantel, waar het ongeveer 2300 graden Celsius is. Daarnaast is de druk daar zo’n 360 miljoen keer hoger dan in de onderzoekslaboratoria op het aardoppervlak.

Lasersysteem

Het Zwitserse onderzoeksteam heeft daarom een kristal van silicaatperovskiet onderzocht met een onlangs ontwikkeld lasersysteem. Graham Andrews, geoloog bij West Virginia University, looft de onderzoekers. Iedere geoloog moet rekening houden met de druk en hitte binnen de aarde, zegt hij. “Onderzochte mineralen worden daarom behandeld met chemische goedjes om reacties te creëren die ook voorkomen onder de aardkorst. Maar dit team gebruikt een innovatievere methode.” Pulserende laserstralen warmden het kristal tot 2166 graden Celsius op en zetten het onder een druk van 80 gigapascal. Daarmee bereikt ze net niet de druk in de aardkern, wat 127 gigapascal is.

Uit de metingen bleek dat de geleidbaarheid van het ondergrondse mineraal ongeveer 1,5 keer hoger is dan verwacht. Dat betekent dat de kern sneller afkoelt dan gedacht. Hoe snel precies, is nog onduidelijk. De temperatuur van de kern is namelijk niet alleen afhankelijk van silicaatperovskiet, maar ook van andere omstandigheden die we eigenlijk nog niet goed begrijpen.

Andrews laat weten dat silicaatperovskiet verandert in post-perovskiet, zodra het kouder wordt. En dit mineraal heeft een nog hogere geleidbaarheid: “Dit zal leiden tot een snellere koeling van de kern en uiteindelijk tot het einde van plaattektoniek.” Gelukkig denken de onderzoekers dat we nog wel een aantal miljard jaar hebben voor het zover is. Volgens het team is het waarschijnlijker dat de aarde voor die tijd onleefbaar wordt door andere mechanismen, zoals milieuvervuiling.

Bronnen: Earth and Planetary Science Letters, Science Alert, Phys.org

Beeld: 123RF

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!