NGV-Geonieuws 142 artikel 868

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


23 November 2007, jaargang 9 nr. 11 artikel 868

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

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 142! Op de huidige pagina is alleen artikel 868 te lezen.

<< Vorig artikel: 867 | Volgend artikel: 869 >>

868 Aardkern bevat paar procent silicium
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

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

De aardkern bestaat voornamelijk uit ijzer, met een veel geringere hoeveelheid andere zware elementen. Dat is een gevolg van de langzame scheiding van lichtere en zwaardere elementen die in de loop van de geologische geschiedenis plaatsvond, en waaraan het onderscheid tussen kern, mantel en korst is te danken. Geofysisch onderzoek heeft echter al decennia geleden uitgewezen dat er ook lichtere bestanddelen in de aardkern moeten voorkomen, die samen niet minder dan zon 10% van de hele massa van de kern zouden moeten vormen. Welke elementen dat zijn is lang het onderwerp van tal van hypotheses geweest, waarbij vooral waterstof, koolstof, zuurstof, zwavel en silicium zijn genoemd.

De aardkern is niet direct te bemonsteren - en zal dat ook nooit worden voor zover er geen nu niet te voorziene technische doorbraken zullen plaatsvinden - maar wel zijn er indirecte aanwijzingen voor de samenstelling van de aardkern, onder meer op basis van de samenstelling van meteorieten en van maanmateriaal. Een onderzoek van dergelijk materiaal van elders uit ons zonnestelsel heeft nu enig licht op de samenstelling van de aardkern geworpen.


Doorsnede door de aarde

Een team van Engelse, Zwitserse en Amerikaanse onderzoekers heeft de verhoudingen tussen de diverse siliciumisotopen bepaald, zowel bij aards materiaal als bij meteorieten. Dat konden ze doen door de gesteentemonsters op te lossen en ze daarna te onderzoeken met een zeer krachtige massaspectrometer. Ze vonden dat de aardse gesteenten relatief meer zware siliciumisotopen bevatten dan de gesteenten die van elders afkomstig waren. Ze verklaren dat doordat silicium op aarde is verdeeld over een metallische kern waarin silicium is opgelost, en een mantel en korst waarin het silicium vooral als silicaten voorkomt. De zeer hoge druk en de hoge temperatuur die aan het begin van de aardgeschiedenis heersten, zouden daarvoor verantwoordelijk zijn.

Volgens de onderzoekers vormt de relatief grote massa van de aarde de sleutel voor zijn ongewoon heftige ontstaan. De aarde is bijv. achtmaal zwaarder dan Mars, en dit heeft mogelijk geleid tot een hogere druk dan bij het ontstaan van andere planeten. De maan blijkt dezelfde verhouding tussen de siliciumisotopen te hebben als de aarde. Omdat de maan relatief zeer klein is, kan dat niet een gevolg zijn van gelijke omstandigheden als bij de vorming van de aarde. Volgens de onderzoekers moet de verklaring worden gezocht in de - ook op andere gronden aangenomen - botsing tussen de aarde en een ander groot hemellichaam waarbij de man ontstond. Die botsing was zo energierijk dat atomen uit de stofring waaruit de maan ontstond zich mengden met stof van het uit silicaten bestaande deel van de aarde tot een soort gesteentedamp. Daaruit valt af te leiden dat het silicium in het uit silicaten bestaande deel van de aarde al voor een relatief groot deel uit 'zware' isotopen bestond.

Referenties:
  • Elliott, T., 2007. Silicon-enhanced core. Nature 447, p. 1060-1061.
  • Georg, R.B., Halliday, A.N., Schauble, E.A. & Reynolds, B.C., 2007. Silicon in the Earth's core. Nature 447, p. 1102-1106.

Illustraties van de simulatie van de vorming van de maan welwillend ter beschikking gesteld door Robin Canup, Southwest Research Institute, Department of Space Studies, Boulder, Colorado (Verenigde Staten).


Copyright NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl