De aarde is ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstaan, en nog steeds proberen wetenschappers het proces daarachter te begrijpen.
Centraal hierbij staat de vraag naar de komst van water, want dat was de cruciale component voor het ontstaan van leven.
Wetenschappers hebben in de loop der jaren verschillende theorieën geopperd, en sommigen beweren dat er al vanaf het allereerste begin water op aarde is, terwijl anderen denken dat water met planetoïden arriveerde.
Nu presenteren onderzoekers van het California Institute of Technology een derde theorie over de komst van water.
Uit een studie van het binnenste magma van de aarde blijkt dat de planeet in vroegere stadia kurkdroog was. Dit wijst erop dat water pas in een later stadium op aarde voorkwam.
Een belangrijke aanvoer van stoffen die nodig waren voor het ontstaan van leven, zoals water, vond pas plaats tijdens de laatste 15 procent van de tijd die de aarde erover deed om te ontstaan,’ concluderen de onderzoekers.
Magma onthult ontstaan
Volgens het Amerikaanse onderzoek werd de aarde gevormd door hete en droge materialen.
Hoewel we niet zo diep in de aarde kunnen gaan, kunnen we wel magma onderzoeken dat van verschillende diepten naar het aardoppervlak is gekomen in de vorm van lava.
Net zoals fossielen informatie bevatten over het biologische verleden van de aarde, bevat magma chemische data – ook wel ‘vingerafdrukken’ genoemd – die ons een indicatie geven van wanneer de aarde is ontstaan.
De Amerikaanse onderzoekers bemonsterden daarom magma uit verschillende diepten, en uit de chemische sporen uit de binnenmantel bleek een gebrek aan zogeheten vluchtige stoffen – stoffen die makkelijk verdampen, zoals water en jodium.
Tegelijkertijd toonden de resultaten aan dat de buitenmantel van de aarde drie keer zoveel vluchtige stoffen bevatte als de binnenmantel.
REIS NAAR HET BINNENSTE VAN DE AARDE – EN BEGRIJP DE AARDMANTEL BETER
De korst vormt de helft van de buitenste, stijve laag van de aarde – de componenten en de bodem van de oceaan. Het materiaal verschilt van de mantel daaronder. In de korst zijn de materialen verrijkt met bijvoorbeeld silicium, uranium en kalium. Daarom is het een mozaïek van gesteenten die geologische processen hebben ondergaan.
Diepte: 0-15 kilometer
Temperatuur: 0-400 °C
De mantel is een onderdeel van de aarde met een vrij uniforme chemische samenstelling. De mantel kan worden onderverdeeld in de buiten- en binnenmantel. De buitenmantel begint ongeveer 15 kilometer onder het oppervlak en gaat tot ongeveer 680 kilometer diepte. De binnenmantel begint op 680 kilometer en reikt tot de grens met de buitenkern op ongeveer 2900 kilometer diepte.
In het Amerikaanse onderzoek analyseerden onderzoekers magma uit de buiten- en binnenmantel.
Diepte: 15-2900 kilometer
Temperatuur: 500-4.000 °C
De buitenkern is vloeibaar en bestaat uit ijzer en elementen die door ijzer worden aangetrokken, zoals nikkel. Het magnetische veld van de aarde wordt hier opgewekt door de stromingen in het vloeibare materiaal. Geologen hebben berekend dat de buitenkern vloeibaar is en op basis van de totale aardmassa is berekend dat hij uit ijzer bestaat.
Diepte: 2900-5000 kilometer
Temperatuur: 4000-4500 °C
Vroeger werd gedacht dat de binnenkern vast was en bestond uit ijzer en nikkel. Maar nu toont een nieuwe studie aan dat de stoffen in het vurige binnenste mogelijk in een toestand verkeren die tussen vast en vloeibaar in zit.
Diepte: 5000-6370 kilometer
Temperatuur: 4500-7000 °C.
De onderzoekers hopen dat de resultaten helpen bij het oplossen van het mysterie hoe niet alleen de aarde, maar ook andere planeten zijn ontstaan.
‘We moeten deze ondergrondse wereld van magma bestuderen om beter te begrijpen hoe rotsachtige planeten zoals de aarde zijn gevormd,’ concludeert Tissot.
Mars, Mercurius en Venus zijn ook rotsachtige planeten, en aangenomen wordt dat ze op dezelfde manier als de aarde zijn ontstaan uit droge materialen.
De onderzoekers hopen ook dat hun studie kan bijdragen aan een beter begrip van de kans op leven op andere rotsachtige planeten.
‘Ruimteverkenning van rotsachtige planeten is echt belangrijk omdat een wereld met water waarschijnlijk de beste plek is om te zoeken naar leven in de ruimte,’ zegt Francois Tissot, universitair docent geochemie aan het California Institute of Technology.