Echo’s van aardbevingen laten zien dat in de binnenkern van de aarde nog een kleinere kern schuilgaat. Deze ‘metalen bal’ in het binnenste binnen lijkt qua samenstelling op de rest van de binnenkern, schrijven onderzoekers.

Je kunt de structuur van de aarde grofweg in vier lagen indelen: de aardkorst, de mantel en de buiten- en binnenkern. De aardkorst varieert in dikte van 70 kilometer, onder bergketens, tot vijf kilometer, onder de oceaan. Daaronder vind je de 2900 kilometer dikke mantel, gevolgd door de vloeibare buitenkern van ruim 2200 kilometer dik. Daarbinnen ligt de vaste binnenkern met een straal van ruim 1200 kilometer.

In die binnenkern zou nog een kleinere kern schuilgaan met een diameter van 650 kilometer. Dat werd in 2002 voor het eerst voorgesteld. Sindsdien is het bestaan ervan in verschillende onderzoeken aangetoond. Maar het bleef lastig om deze binnenste binnenkern te bestuderen. Nu hebben twee Australische geofysici op een nieuwe manier deze vijfde aardlaag in kaart gebracht.

Zomers warmen sneller op dan winters
LEES OOK

Zomers warmen sneller op dan winters

Als het klimaat verder opwarmt, zullen de zomers waarschijnlijk sneller opwarmen dan de winters. Dat blijkt uit onderzoek naar schelpen.

Vijfde laag in binnenkern

Daarmee tonen ze niet alleen opnieuw aan dat er een binnenste binnenkern is. Ze laten ook zien dat dat binnenste qua samenstelling erg lijkt op de rest van de binnenkern. Beide zijn vast en bestaan voornamelijk uit ijzer, wat nikkel en een vleugje lichtere stoffen. Ook lijkt de overgang van de binnenste naar de buitenste binnenkern minder scherp dan eerdere onderzoeken deden voorkomen.

Waarin ze wel verschillen maten, is de manier waarop de ijzeratomen gerangschikt zijn. In de binnenschil zijn ze georiënteerd in de richting van de aardas. En in de binnenst bal onder een hoek van ongeveer 50 graden ten opzichte van die as.

De binnenkern is niet altijd even groot geweest, maar groeit doordat materiaal uit de vloeibare buitenkern stolt. Zo kunnen veranderingen in de kern, ons iets vertellen over de geschiedenis van onze planeet.

Het stollen van de buitenkern is daarnaast belangrijk voor het aardmagnetisch veld, mailt geofysicus en seismoloog Thanh-Son Phạm van de Australian National University. ‘De warmte die vrijkomt bij het stollen houdt de convectie in de buitenkern in stand en genereert zo het aardmagnetisch veld.’ Zo draagt dit onderzoek ook bij aan beter begrip van het aardmagnetisch veld, dat ons beschermt tegen schadelijke kosmische straling en daarom relevant is voor het leven op het aarde.

Een van de gebruikte aardbevingen, die ontstond in Alaska en heen en weer kaatste.
Beeld: Drew Whitehouse, Son Phạm and Hrvoje Tkalčic.

Aardbevingsecho’s

‘Zoals radiologen de interne organen van een patiënt in beeld brengen met röntgenstraling, zo gebruiken seismologen seismische golven van aardbevingen om het diepe binnenste van de aarde te bestuderen’, zegt Phạm.

De binnenkern in kaart brengen is notoir lastig met deze methode. Hij is namelijk slechts één procent van het volume van de aarde. Om dit relatief kleine balletje diep in de aarde te bestuderen moeten seismologen de golven van een aardbevingen opvangen die daardoorheen zijn gereisd.

Dat betekent dat ze een seismisch meetstation nodig hebben precies aan de andere kant van het aardoppervlak, tegenover de aardbeving. ‘Dat is in de praktijk lastig omdat de tegenoverliggende kant van actieve aardbevingsgebieden vaak de oceaan is’, vertelt Phạm.

Phạm en zijn collega maakten daarom gebruik van seismische golven die door het midden van de aarde waren gereisd, aan de overkant weerkaatsten en terugkeerden, waar ze opgevangen konden worden door een seismisch station vlakbij de oorsprong van de aardbeving. ‘Wij gebruiken voor het eerst seismische golven van krachtige aardbevingen die tot vijf keer heen en weer zijn gereisd’, zegt Phạm. ‘Dit leverde ons ongeëvenaarde metingen op van het binnenste van de kern.’