Er zit een lek in de aardkorst waardoor oppervlaktewater de kern binnendringt: dit blijkt uit onderzoek

door Janine

21 November 2023

We weten allemaal dat de aarde bestaat uit een korst, een mantel en een kern. Afgezien hiervan zijn er echter veel aspecten die vandaag de dag nog steeds een raadsel blijven, vooral als je bedenkt dat we ze nooit uit de eerste hand zullen kunnen zien en bestuderen. De chemie die de kern van de aarde bestuurt, is bijvoorbeeld grotendeels onbekend, maar nieuw onderzoek van de Arizona State University heeft licht geworpen op enkele van deze processen. En het lijkt erop dat er in onze kern… water is. Hoe is dat mogelijk?

Reis naar het centrum van een gelaagde aarde

Freepik

Zoals we in de inleiding vermeldden, kunnen er drie verschillende lagen in de aarde worden onderscheiden: kern, intern en extern; mantel, onder- en bovenlaag; en korst. Over dit laatste beschikken we over de meest nauwkeurige en diepgaande kennis: aan de andere kant zou het tegenovergestelde vreemd zijn, aangezien we er wonen. Met de aardmantel wordt de situatie ingewikkelder: natuurlijk komen er bepaalde gesteenten tevoorschijn, en daarom kunnen we ze bestuderen, maar het is niet altijd zo eenvoudig. Over de kern is echter alles wat we weten te danken aan niet-empirisch onderzoek.

In de recente studie gepubliceerd in Nature Geoscience bestudeerde een internationaal team de interacties tussen de kern en de mantel en kwam tot een onverwachte conclusie. De twee lagen hebben veel meer interactie met elkaar dan eerder werd gedacht, op ongeveer 2900 km diepte, mede dankzij het water dat van het oppervlak komt.

Oppervlaktewater verandert de kern van de aarde

Pexels

Volgens onderzoek kan water afkomstig van het aardoppervlak diep in onze planeet doordringen, waardoor de samenstelling ervan verandert. Deze verschijnselen treden met name op wanneer water de primaire E-laag bereikt, die de grens markeert tussen de rotsen van de mantel en het gesmolten metaal van de kern. Hier reageert het water chemisch met de materialen waaruit de kern bestaat, waardoor een laag ontstaat die rijk is aan waterstof en verarmd is aan silicium. Deze laag, vergelijkbaar met een folie, modificeert het buitenste gebied van de kern en leidt ook tot de creatie van silica kristallen die in de mantel integreren. De ontdekking duidt op een veel dynamischere interactie tussen mantel en kern dan eerder werd gedacht. De laag die wordt gevormd heeft in feite diepgaande gevolgen voor de geochemische cycli en verdient het om diepgaand te worden onderzocht met verder onderzoek. Volgens prof. Shim van de Arizona State University:

Duidt deze ontdekking, samen met onze eerdere observatie van diamanten die ontstaan ​​door de reactie van water met koolstof in vloeibaar ijzer onder extreme druk, op een veel dynamischere kern-mantel-interactie, wat duidt op een substantiële materiaaluitwisseling.

Water in de kern, mantel en korst van de aarde

Freepik

Bovendien hebben andere onderzoeken al gesuggereerd dat het grootste deel van het water op onze planeet niet tot rivieren, oceanen en ondergrondse bronnen behoort. Integendeel, volgens een studie gepubliceerd in Nature Communications zou het in de aarde kunnen zitten, opgelost in het ijzer van de kern en in de silicaten van de mantel. Het onderzoek werd uitgevoerd door de Universiteit van Tokio en simuleerde metaal-silicaatreacties bij hoge temperaturen en hoge drukken. De resultaten gaven aan dat een groot deel van het water dat op aarde arriveerde mogelijk in de kern is opgeslagen in de vorm van waterstof.

En het zou niet eens het enige onderzoek in deze zin zijn. Al in 2014 had een onderzoek een enorme hoeveelheid water geïdentificeerd die verborgen zit in de diepste lagen van de aardkorst. In 2017 slaagde een ander onderzoek er echter in om zeer grote waterconcentraties in de mantel te identificeren, gelijk aan de massa van de oceanen van de aarde. En hoe zit het met het water in de kern? Onderzoekers van de Universiteit van Tokio denken dat de hoeveelheid water in de kern de lagere dichtheid zou kunnen verklaren in vergelijking met puur ijzer. En het zou gelijk kunnen staan ​​aan 70 oceanen.