De binnenste kern van de aarde zou technisch gezien niet moeten bestaan

  • Rudolf Cole
  • 0
  • 3248
  • 525

Op een dag, ongeveer een miljard jaar geleden, maakte de binnenste kern van de aarde een groeispurt door. De gesmolten bal van vloeibaar metaal in het midden van onze planeet kristalliseerde snel als gevolg van de lagere temperaturen en groeide gestaag naar buiten totdat hij de diameter van ongeveer 1.220 kilometer bereikte waartoe hij zich vandaag de dag zou uitstrekken..

Dat is in ieder geval het conventionele verhaal van de creatie van de innerlijke kern. Maar volgens een nieuw artikel dat deze week online is gepubliceerd in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters, is dat verhaal onmogelijk.

In de paper voerden de onderzoekers aan dat het standaardmodel van hoe de kern van de aarde gevormd is, een cruciaal detail mist over hoe metalen kristalliseren: een verplichte, enorme temperatuurdaling die buitengewoon moeilijk te bereiken zou zijn bij kerndrukken. [6 visioenen van de kern van de aarde]

Nog vreemder, zeiden de onderzoekers, als je eenmaal rekening houdt met dit ontbrekende detail, lijkt de wetenschap te suggereren dat de innerlijke kern van de aarde helemaal niet zou moeten bestaan.

De paradox in het centrum van onze planeet

"Iedereen, ook wijzelf, leek dit grote probleem te missen", zei studie-auteur Steven Hauck, een professor in Aard-, Milieu- en Planetaire Wetenschappen aan de Case Western Reserve University in Ohio, in een verklaring. Ze misten namelijk "dat metalen niet onmiddellijk beginnen te kristalliseren, tenzij er iets is dat de energiebarrière aanzienlijk verlaagt."

In de chemie staat deze extra energie bekend als de nucleatiebarrière: het punt waarop een verbinding zichtbaar van thermodynamische fase verandert. Vloeibaar water bevriest bijvoorbeeld tot een vaste stof bij de bekende 0 graden Celsius (32 graden Fahrenheit). Als je thuis ooit ijsblokjes hebt gemaakt, weet je dat zelfs water dat op het vriespunt wordt bewaard, enkele uren nodig heeft om volledig te kristalliseren. Om het proces te versnellen, moet u het water ofwel blootstellen aan aanzienlijk koudere temperaturen (dit wordt "onderkoeling" genoemd) of het blootstellen aan een reeds vast stuk ijs om de nucleatiebarrière te verlagen, waardoor de benodigde hoeveelheid koeling wordt verminderd.

Onderkoeling is gemakkelijk te bereiken voor een enkel ijsblokje, maar voor de gigantische binnenkern van de aarde wordt het een beetje lastiger, aldus de onderzoekers.

"Bij de druk van de kern zou het 1000 graden Kelvin [1000 graden C of 1800 graden F] of meer onder de smelttemperatuur moeten afkoelen om spontaan uit pure vloeistof te kristalliseren", vertelde Hauck. "En dat is veel afkoeling, vooral omdat de wetenschappelijke gemeenschap op dit moment denkt dat de aarde met ongeveer 100 graden K per miljard jaar afkoelt."

Volgens dit model "zou de innerlijke kern helemaal niet moeten bestaan, omdat hij niet in die mate onderkoeld had kunnen zijn", vertelde studieauteur Jim Van Orman, ook hoogleraar Earth, Environmental and Planetary Sciences bij Case Western. De kernvormingsbarrière van de gesmolten binnenkern, zei hij, moet op een andere manier zijn verlaagd - maar hoe?

De kern van het probleem

In hun paper stelden de onderzoekers één mogelijkheid voor: misschien viel een enorme klomp van een vaste metaallegering uit de mantel en stortte zich in de vloeibare kern. Als een ijsblokje dat in een glas langzaam bevriezend water valt, had dit stevige stuk metaal de kernvormingsbarrière voldoende kunnen verlagen om een ​​snelle kristallisatie op gang te brengen.

Er is echter een groot voorbehoud: het zou echt een enorm stuk metaal moeten zijn om te werken.

"Om vrijgelaten te worden in de kern en dan helemaal naar het centrum van de aarde te komen zonder op te lossen ... zou deze druppel een straal van ongeveer 10 km moeten hebben", zei Van Orman. . Dat betekent een diameter over de lengte van het eiland Manhattan.

De Case Western-onderzoekers zeiden dat hoewel ze de voorkeur geven aan deze nieuwe verklaring boven het conventionele model, ze graag willen dat leden van de wetenschappelijke gemeenschap hun mening geven over hun eigen theorieën..

"We hebben gesproken over welke ideeën onaannemelijk zijn, en we hebben een idee voorgesteld dat mogelijk plausibel is", zei Hauck. "Als het op die manier zou gebeuren, is het mogelijk dat een kenmerk van die gebeurtenis kan worden gedetecteerd door middel van seismisch onderzoek. Het bestuderen van het middelste deel van de planeet is ongeveer het moeilijkst toegankelijk met deze golven, dus het zal even duren."

Hopelijk kunnen we uitkijken naar een antwoord binnen de komende miljard jaar.




Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt