NGV-Geonieuws 3 artikel 29

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Juni 1999, jaargang 1 nr. 3 artikel 29

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 3! Op de huidige pagina is alleen artikel 29 te lezen.

<< Vorig artikel: 28 | Volgend artikel: 30 >>

29 Binnenkern van aarde sterk anisotroop
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

Wat we weten over de kern van de aarde berust vrijwel geheel op seismische gegevens en op modelmatig opgebouwde theorieën. Seismische gegevens betreffen onder meer het (veronderstelde) verloop van de schokgolven die bij aardbevingen worden opgewekt. De afgelegde weg wordt gereconstrueerd op basis van de tijdstippen waarop de verschillende golven (die ook langs verschillende wegen reizen) waarnemingspunten bereiken. Op basis daarvan mag met een zeer grote mate van waarschijnlijkheid worden aangenomen dat er sprake is van een buitenkern en van een binnenkern, met duidelijk onderling afwijkende eigenschappen. Hoe die eigenschappen precies zijn, staat echter niet goed vast. Veel waarnemingen kunnen namelijk op verschillende manieren worden geïnterpreteerd. Toch is het aantal mogelijke interpretaties niet onbeperkt, omdat sommige verschijnselen ermee in overeenstemming moeten zijn.

Dat geldt bijvoorbeeld voor het aardmagnetisme. Dat wordt verondersteld een gevolg te zijn van het feit dat de buitenkern (met een dikte van ca. 2000 km) voor een groot deel uit min of meer vloeibaar ijzer bestaat, dat langzamer meedraait bij de omwenteling van de aarde om haar as dan de meer rigide onderdelen van de aarde. De binnenkern (met een straal van ca. 1300 km) zou een meer rigide, hoewel elastisch reagerende, massa vormen. Over die binnenkern is nog zeer weinig bekend, maar proeven van een aantal Amerikaanse en Indiase onderzoekers hebben daarover weer iets meer bekend gemaakt.

De onderzoekers hebben ijzer onder de onwaarschijnlijk hoge druk van 220 gigapascal (GPa) gebracht (ongeveer tweemiljoenmaal atmosferische druk), omdat de binnenkern verondersteld wordt uit ijzer onder die druk te bestaan. In een diamantcel wisten ze het ijzer onder deze druk te krijgen bij een temperatuur van 298 K (ca. 25°C); die temperatuur is weliswaar veel lager dan in de binnenkern heerst, maar de proefnemingen bij deze extreem hoge druk lieten geen hogere temperatuur toe. Ze onderzochten het ijzer vervolgens met röntgendiffractie en met ultrasone technieken, waarbij ze zich onder meer richtten op de voortplantingssnelheid van verschillende typen golven en op de vervorming die dergelijke golven in het ijzer veroorzaakten. Bij dit onderzoek bleek dat het ijzer onder de experimentele omstandigheden niet in alle richtingen gelijk reageert. Dit anisotrope gedrag was zelfs opvallend sterk: de elasticiteitsmodulus van het kristalrooster bleek in de 'maximale' richting ongeveer 24% groter dan in de 'minimale' richting loodrecht daarop. De onderzoekers maken daaruit op dat de goede gerichtheid van de in de binnenkern aanwezige ijzerkristallen, zoals die tot nu toe was aangenomen op bepaalde seismische verschijnselen te verklaren, niet hoeft te bestaan. De verschijnselen zouden namelijk ook kunnen worden verklaard door het optreden van drukverschillen in uiteenlopende richtingen onder invloed van afschuivingen binnen de roosters met bepaalde voorkeursrichtingen.

Referenties:
  • Mao, H.-k., Shu, J., Shen, G., Hemley, R.J., Li, B. & Singh, A.K., 1998. Elasticity and rheology of iron above 220 GPa and the nature of the Earth's inner core. Nature 396, p. 741-743.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl