N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Geologie De samenstelling van de nu aangetoonde binnenste binnenkern lijkt erg veel op de rest van de binnenkern van de aarde.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/stripped/data97074965-42c15b.jpg)
Foto Jerry Lampen/ANP
De aarde heeft er een nieuwe laag bij. Binnen in de binnenkern blijkt een nog kleinere kern schuil te gaan. Twee Australische geofysici beschreven deze „binnenste binnenkern” dinsdag in Nature Communications. Volgens hun berekeningen heeft hij een diameter van circa 650 kilometer.
De aarde is grofweg opgebouwd uit drie lagen: de aardkorst, de mantel en de kern. De kern is weer verder opgedeeld in de vaste binnenkern en de vloeibare buitenkern.
:format(jpeg):fill(f8f8f8,true)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/data97067310-55a48c.png|https://images.nrc.nl/8qDk6iSpIIbXEkfWzrFq0dk1Ubw=/1920x/filters:no_upscale():format(jpeg):fill(f8f8f8,true)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/data97067310-55a48c.png|https://images.nrc.nl/AY5g9htwS8567Aqq9KnINDGE7pI=/5760x/filters:no_upscale():format(jpeg):fill(f8f8f8,true)/s3/static.nrc.nl/images/gn4/data97067310-55a48c.png)
Qua samenstelling lijkt de nu aangetoonde binnenste binnenkern erg veel op de rest van de binnenkern, die de auteurs bij deze omdopen in „buitenste binnenkern”. Beide delen zijn vast, en bestaan voornamelijk uit ijzer (85 procent) en nikkel (10 procent).
Het verschil, zo concluderen de onderzoekers, zit ’m vooral in de richting waarin de moleculen van de ijzer-nikkellegering zijn gekristalliseerd. In de buitenste binnenkern zijn ze georiënteerd in noord-zuidrichting, in de binnenste binnenkern is dat gebeurd in een hoek van 45° ten opzichte van de oost-westas.
:format(webp)/s3/static.nrc.nl/bvhw/files/2023/02/data96868791-ae0c25.png)
Lees over het binnenste van de aarde: Groeien, draaien… wat gebeurt er toch in de aardkern?
Vertraagde stolling
„Dit verschil kan duiden op een belangrijke gebeurtenis in de geschiedenis van de aarde”, laat Hrvoje Tkalcic via e-mail weten. Hij is co-auteur van het artikel en hoofd van de afdeling seismologie en wiskundige geofysica aan de Australian National University in Canberra. Gevraagd naar welke gebeurtenis dat geweest kan zijn, antwoordt hij: „Dat is niet onze expertise, maar er is een theorie die uitgaat van een vertraagde stolling van de binnenkern.”
De binnenkern, zo legt Tkalcic uit, groeit tegenwoordig met ongeveer 1 mm per jaar, via kristallisatie op de grens van de binnen- en buitenkern. Als die snelheid altijd constant is geweest zou de vorming van de binnenkern (die inmiddels een diameter van zo’n 1.200 km heeft) ruim een miljard jaar geleden zijn begonnen. Maar die groeisnelheid is waarschijnlijk niet altijd constant geweest, schrijft Tkalcic. „Schattingen van de leeftijd van de binnenkern lopen uiteen van 200 miljoen tot 1,5 miljard jaar.” Hij hoopt dat hun publicatie de discussie verder kan helpen.
We hebben golven gebruikt die soms wel vijf keer heen en weer zijn gekaatst
Hrvoje Tkalcic co-auteur
Het is niet de eerste keer dat er in de binnenkern een nog kleinere structuur wordt vermoed. In 2002 opperden twee geofysici van Harvard University in PNAS al het bestaan van een innermost inner core. Vorig jaar verschenen er ook enkele publicaties over, onder andere van Arwen Deuss en collega’s. Zij is hoogleraar structuur en samenstelling van de diepe aarde aan de Universiteit Utrecht. Deuss en collega’s zijn de eersten die (in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters) het bestaan van een structuur in de binnenkern vaststellen op basis van seismische tomografie. Daarbij wordt een 3D-beeld gemaakt op basis van seismische golven en berekeningen van hun afgekaatste en afgebogen routes die ze vanaf een aardbeving tot aan een seismisch station hebben afgelegd. „In onze analyse is de binnenste binnenkern iets uit het midden verschoven. Hij ligt iets meer naar het oosten”, zegt Deuss.
Seismische golven
In het nu gepubliceerde artikel gebruiken de geofysici een andere, ook nieuwe techniek. Om iets te kunnen zeggen over het centrum van de aarde, zo schrijft Tkalcic, maak je graag gebruik van seismische golven die vanaf de plek van de aardbeving recht door de aarde gaan. Maar die komen vervolgens aan de andere kant van de aarde vaak uit in water, waar zich geen seismisch station bevindt.
Tkalcic en zijn collega Thanh-Son Pham maakten in dit geval gebruik van de weerkaatsingen van seismische golven die vanaf een aardbeving bijna recht door het midden van de aarde reizen, aan de andere kant van het aardoppervlak aankomen, daar weer terugkaatsen en uiteindelijk bij een seismisch station aankomen dat vlak bij de locatie van de aardbeving ligt. „We hebben golven gebruikt die soms wel vijf keer heen en weer zijn gekaatst”, schrijft Tkalcic. Voor hun analyse gebruikten ze alle zware aardbevingen (magnitude groter dan 6) van de laatste tien jaar.
In de analyse van Tkalcic en Pham is de overgang van de binnenste naar de buitenste binnenkern niet scherp, zoals bij de meeste andere lagen in de aarde. „Hij is gradueel”, aldus Tkalcic. Maar andere, voorgaande studies trekken die grens scherper.
