NGV-Geonieuws 136 artikel 809

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


22 Mei 2007, jaargang 9 nr. 5 artikel 809

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 136! Op de huidige pagina is alleen artikel 809 te lezen.

<< Vorig artikel: 808 | Volgend artikel: 810 >>

809 Aardmagnetisch veld al vroeg ontstaan
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Astronomie ! 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 !

Het aardmagnetisch veld is van groot belang voor het leven. Zonder dat magnetisch veld zou de dodelijke zonnewind immers de atmosfeer rondom de aarde (vrijwel) geheel wegblazen, waardoor het aardoppervlak aan dodelijke straling vanuit de ruimte zou zijn blootgesteld. Alleen zeer primitieve organismen zouden dan mogelijk tot ontwikkeling kunnen komen en overleven. Omdat het aardmagnetisch veld berust op de dynamowerking die het gevolg is van het verschillend roteren van de vloeibare buitenkern en de vaste binnenkern, kon het veld zich pas ontwikkelen toen de oorspronkelijk volledig gemengde bouwstenen van de aarde zich door verschillen in dichtheid voldoen van elkaar hadden afgescheiden om 'schillen' (korst, buitenmantel, binnenmantel, buitenkern en binnenkern) te vormen. Wanneer dat moment plaatsvond, is niet geheel duidelijk. De oudste gesteenten waaruit een aardmagnetisch veld kan worden afgeleid, zijn zo'n 2,8 miljard jaar oud.


Het zuidpoollicht (Aurora Australis) boven het Amundsen-Scott South Pole Station.
Foto John Berry, National Science Foundation

Nu blijkt uit de analyse van kristallen van 3,2 miljard jaar oud dat er ook toen al een aardmagnetisch veld moet hebben bestaan. In bepaalde opzichten is dat verrassend, want volgens theoretische modellen is 3,2 miljard jaar geleden zo'n beetje het allereerste moment waarop zich een vaste aardkern kon hebben ontwikkeld. Aan de andere kant past de nieuwe bevinding goed in het plaatje dat we van onze buren in de ruimte hebben. Zowel de maan als Mars moeten namelijk al vroeg een magnetisch veld hebben gehad, maar dat moeten ze tussen 4 en 3 miljard geleden zijn kwijtgeraakt, waarschijnlijk omdat ze - door hun geringere afmetingen - toen al zo ver waren afgekoeld dat ze geen vloeibare kern meer hadden, en er dus ook geen dynamowerking kon optreden. Beide zijn hun atmosfeer inmiddels vrijwel geheel kwijtgeraakt doordat die door de zonnewind werd weggeblazen.


Het huidige aardmagnetisch veld vertoont een getordeerd patroon

Uit het nieuwe onderzoek blijkt ook dat de intensiteit van het vroege aardmagnetisch veld minimaal half zo sterk moet zijn geweest als het huidige magneetveld. Eerder werd aangenomen dat het vroege veld veel zwakker was: ca. 10% van het huidige aardmagnetisch veld. Het oudst bekende aardmagnetisch veld van 'normale' sterkte dat tot nu toe bekend was, dateert van ongeveer 2,5 miljard jaar geleden.


Het aardmagnetische veld ontstaat door de dynamowerking
tussen de (draaiende) vaste binnenkern en vloeibare buitenkern van de aarde

De nieuwe gegevens konden worden verkregen dankzij een nieuwe techniek. De onderzoekers verhitten daarbij individuele kristallen met een laser en meten hun magnetische sterkte met een SQUID (Superconducting Quantum Interface Device), een uiterst gevoelig apparaat dat ook wordt gebruikt bij het ontwerpen van computerchips. In de behandelde kwarts- en veldspaatkristallen komen kleine insluitsels voor die als het ware het aardmagnetisch veld ten tijde van hun insluiting hebben bewaard. Bij het analyseren van de magnetische gegevens was het grote probleem dat invloed van verontreiniging moest worden vermeden, en dat ook de invloed van eventuele latere veranderingen van het 'opgeslagen' aardmagnetisch veld moesten worden uitgesloten. Tot nu toe kon dat nauwelijks, omdat de al tientallen jaren gebruikte techniek om het aardmagnetisch veld ten tijde van de vorming van stollingsgesteenten te bepalen, berustte op analyse van gesteentemonsters van enkele centimeters grootte. Daarbij speelden verstorende factoren steeds en aanzienlijke rol. Door uit te gaan van insluitsels in zeer kleine kristallen, konden de onderzoekers deze verstoringen elimineren.

Om na te gaan of de gevonden waarden ook werkelijk behoorden bij het aardmagnetisch veld van 3,2 miljard jaar geleden, hebben de onderzoekers ook de ligging van de onderzochte gesteenten gemeten ten opzicht van de toenmalige magnetische polen. De poolpositie bepaalden ze ook met conventionele methoden voor gesteenten van gelijke ouderdom, en de uitkomsten bleken overeen te komen, zodat het onwaarschijnlijk is dat de gevonden resultaten beļnvloed zijn door de nieuwe analysetechniek.

Referenties:
  • Dunlop, D.J., 2007. A more ancient shield. Nature 446. 623-625.
  • Tarduno, J.A., Cottrell, R.d., Watkeys, M.K. & Bauch, D., 2007. Geo magnetic field strength 3.2 billion years ago recorded by single silicate crystals. Nature 446, p. 657-660.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl