Lang debatteerden geologen over de samenstelling van de aardkern. Wat zit er naast ijzer en nikkel nog meer in? Japanners denken het te weten: silicium.

Ondanks dat het zich recht onder onze voeten bevindt, weten we ontzettend weinig van het binnenste van de aarde. Omdat een retourtje aardkern geen optie is – een gat van 3000 kilometer boren is bepaald geen sinecure – moeten geologen diens ingrediënten schatten op basis van laboratoriumexperimenten. We weten daardoor dat de bol voor 85 procent uit ijzer en voor 10 procent uit nikkel bestaat. Maar welk element omvat de overige 5 procent? Japans onderzoek, gepresenteerd op een bijeenkomst van de American Geophysical Union, suggereert dat het silicium is.

‘Aardkernen’ bouwen in het lab

De Japanners maakten in het lab kleine ‘aardkernen’ van verschillende samenstellingen. Ze verhitten de bollen vervolgens tot 6000 graden Celsius en lieten er een druk op los van 3,6 miljard maal de druk die heerst op het aardoppervlak zelf. Zo hoopten de onderzoekers de real life omstandigheden van de aardkern na te bootsen.

Tenslotte werden seismische golven door de bollen gestuurd. De analyse hiervan wees uit dat een bol bestaande uit een legering van ijzer, nikkel én silicium het beste de seismische gegevens van de echte aardkern benaderden. En dus moet silicium de ontbrekende derde element in de aardkern zijn, denken de onderzoekers.

Hoogleraar en geofysicus Wim Spakman (Universiteit Utrecht) noemt de ontdekking wereldnieuws, hoewel de uitkomst niet verrassend was. “Velen hadden al de verwachting dat silicium een belangrijk sporenelement in de kern zou kunnen zijn. Maar nu pas volgde de experimentele bevestiging. Dat maakt dat de fysicapuzzel die de inhoud van de kern was eindelijk doet passen.”

Zuurstofrijke jonge aarde?

Wat kunnen we nu met deze kennis? Door de precieze samenstelling van de aardkern te ontrafelen, leren we meer over de geschiedenis van de aarde. Hoe zag de aardkern er bijvoorbeeld miljarden jaren geleden uit, toen de kern zich begon af te scheiden van het rotsige materiaal eromheen?

Ook vertelt het ons mogelijk iets over of er al dan niet zuurstof aanwezig was in de jonge aardkern – ook iets wat geologen al lang bezighoudt. Als de aardkern namelijk inderdaad grote hoeveelheden silicium bevat, zoals het Japanse onderzoek suggereert, dan zou de rest van de planeet behoorlijk zuurstofrijk moeten zijn geweest. En die kennis leert ons mogelijk meer over hoe het leven op aarde ooit is ontstaan.

Een ander onderzoeksteam suggereerde onlangs overigens dat zuurstof weleens de missing link van het binnenste van de aarde kan zijn. Het laatste woord is er dus nog niet over gezegd.

Bronnen: 2016 AGU Fall Meeting, Phys.org, BBC