NGV-Geonieuws 170 artikel 1043

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Augustus 2010, jaargang 12 nr. 5 artikel 1043

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 170! Op de huidige pagina is alleen artikel 1043 te lezen.

<< Vorig artikel: 1042 | Volgend artikel: 1044 >>

1043 Aarde blijkt iets jonger
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! Klik hier voor alle artikelen over Dateringen ! Klik hier voor alle artikelen over het Inwendige van de Aarde !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Wat is anderhalf procent van een leven? Bij een mens gaat dat om ongeveer een jaar. Dat is te overzien. Ook voor de aarde is anderhalf procent van zijn huidige ouderdom natuurlijk relatief weinig. Maar het gaat dan wel om 70 miljoen jaar, een tijdsduur die langer is dan die vanaf de K/T-grens tot nu. Het lijkt dus maar van betrekkelijk belang of de aarde 70 miljoen jaar ouder of jonger is, maar toch blijkt dat wel degelijk het geval.


De aarde ontstond door de concentratie van gassen en vaste objecten.

Geochemisch onderzoek van materiaal uit de aardmantel en vergelijking van de gegevens met soortgelijke gegevens van meteorieten geeft namelijk niet alleen aan dat de aarde zo’n 70 miljoen jaar jonger is dan tot nu toe werd aangenomen, maar ook dat de geschiedenis van de aarde in wording anders moet zijn geweest dan gedacht.

Ons zonnestelsel is ca. 4,567 (wat een gemakkelijk getal!) miljard jaar oud. De aarde ontstond, net als de andere planeten, doordat gassen en vaste deeltjes zich in bepaalde banen concentreerden, waardoor het gewicht van deze ‘embryonale’ planeten geleidelijk toenam. Dat leidde tot een sterkere aantrekkingskracht, die er op zijn beurt weer toe leidde dat steeds meer materiaal uit de ruimte werd aangetrokken. Dit geleidelijke aangroeiingsproces wordt gewoonlijk met de term ‘accretie’ aangeduid.


Steeds meer “planetaire embryo’s” voegden zich
samen tot een groter geheel.


Artistieke weergave van een protoplaneet.


Deze accretie duurde volgens eerdere inzichten ongeveer 30 miljoen jaar. Het nieuwe onderzoek wijst nu uit dat de aarde weliswaar in relatief korte tijd aangroeide tot zo’n 60% van zijn huidige omvang, maar dat verdere aangroei veel langzamer ging, waardoor het hele proces zo’n 100 miljoen jaar duurde: 70 miljoen jaar meer dan tot nu toe werd gedacht. Een vraag die hierbij natuurlijk wel gesteld kan worden is wanneer de aarde overging van een protoplaneet in een volwassen planeet. In het algemeen wordt daarbij het standpunt ingenomen dat een planeet pas volwassen is als hij - mits zijn grootte dat toelaat - differentiatie heeft ondergaan (wat vooral kan plaatsvinden door de vloeibare toestand waarin de protoplaneet verkeert als gevolg van de warmte die vrijkomt bij botsingen met, of inslagen van, andere vaste hemellichamen), waardoor een relatief zware kern is ontstaan. In het geval van de aarde gaat het om een kern die vrijwel geheel uit metalen bestaat, terwijl de mantel en de korst grotendeels uit silicaten bestaan.

Bij de differentiatie tussen kern en mantel/korst ‘kiezen’ bepaalde chemische elementen voor of tegen opname in de kern (of de mantel/korst). Dergelijke elementen komen daardoor relatief veel of weinig voor in de mantel. Een van de elementen die relatief veel in de mantel voorkomt in hafnium (Hf). De radioactieve isotoop Hf-182 gaat door radioactief verval over in wolfraam-182. Wolfraam (W) is een element dat juist affiniteit tot de metallische kern heeft. Het W-182 dat nu in de aardmantel wordt aangetroffen, moet dus voor een deel uit hafnium zijn ontstaan nadat de differentiatie tussen kern en mantel/korst plaatsvond. De relatieve hoeveelheden van deze isotopen zijn al eerder vergeleken met de waarden die voorkomen in chondrieten, primitieve (steen)meteorieten die nog steeds op aarde vallen, en die oude brokstukken vertegenwoordigen die nooit een differentiatie van kern en mantel hebben ondergaan omdat ze daarvoor te klein zijn. De vergelijking van deze waarden gaf, op basis van de bekende tijd waarin de helft van Hf-182 vervalt tot W-182, aan dat de accretieperiode van de protoaarde zo’n 30 miljoen jaar moet hebben geduurd.


Chondrieten deden dienst als referentiemateriaal
om de accretieduur van de aarde te bepalen.

Onderzoekers hebben een en ander nu vergeleken op basis van de tijdsduur waarin uranium overgaat in lood. Daaruit blijkt dat de accretie van de aarde nooit binnen 30 miljoen jaar kan hebben plaatsgevonden. Een eerste fase van snelle accretie moet 10-40 miljoen jaar hebben geduurd, waarna de accretie gedurende zo’n 70 miljoen jaar langzamer plaatsvond. Volgens deze berekeningen is de aarde geen 4,537 miljoen maar 4,467 miljoen jaar oud.

Referenties:
  • Rudge, J.F., Kleine, T. & Bourdon, B., 2010. Broad bounds on Earth’s accretion and core formation constrained by geochemical models. Nature Geoscience 3, 439-443.
  • Elliot, T., 2010. Hard core constraints on accretion. Nature Geoscience 3, 382-383.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl