'Binnen de aarde is een soort enorme donut'

Wetenschappers hebben een opmerkelijke ringvormige structuur ontdekt in de buitenste kern van onze planeet, een zone die bestaat uit een kolkende massa van gesmolten metaal. Deze ontdekking, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, onthult een donutvormig gebied binnen de buitenste kern, gelegen parallel aan de evenaar.

Volgens professor Hrvoje Tkalčić, geofysicus aan de Australian National University en een van de auteurs van het onderzoek, was het team in staat deze structuur te ontdekken door de seismische golven te bestuderen die door krachtige aardbevingen ontstaan. Omdat directe toegang tot de kern onmogelijk is met de huidige technologie, analyseerden de wetenschappers de manier waarop deze golven zich door de aarde bewegen. Ze ontdekten dat de golven vertragen als ze een gebied bereiken vlak onder de mantel, net boven de kern.

"Door de wegen van deze golven en hun reistijden door de aarde nauwkeurig te bestuderen, konden we een reconstructie maken van hun trajecten," legde Tkalčić uit. "We realiseerden ons dat de golven in een zone vertraagden die wiskundig bekend staat als een torus." De meeste mensen zouden een torus omschrijven als donutvormig.

Het begrijpen van de buitenste kern is van groot belang, benadrukt Tkalčić, omdat die een cruciale rol speelt in het behoud van leven op aarde. De buitenste kern is verantwoordelijk voor het genereren van het magnetische veld van de aarde, dat ons beschermt tegen de constante stroom van geladen deeltjes afkomstig van de zon. De bewegingen van gesmolten ijzer en nikkel in deze kern fungeren als een ‘gigantische dynamo’ die het magnetische veld opwekt en in stand houdt. Zonder dat veld zou het aardoppervlak blootgesteld worden aan zeer sterke, dodelijke straling.

Ondanks deze belangrijke ontdekking blijven er nog veel vragen onbeantwoord. Wetenschappers begrijpen bijvoorbeeld nog steeds niet waarom de aarde een actieve dynamo heeft, terwijl veel andere planeten dit niet hebben. "Het is opmerkelijk dat we de oppervlakken van andere planeten vaak beter begrijpen dan het diepe binnenste van onze eigen planeet," aldus Tkalčić. De aarde heeft een complexe interne structuur, met een vaste binnenkern die omgeven wordt door een vloeibare buitenkern en daarboven de mantel. De kern zelf is iets groter dan de planeet Mars, waardoor deze gezien kan worden als een soort ‘planeet binnen een planeet,’ legt Tkalčić uit.

Hoewel de exacte dikte van de donutvormige structuur nog niet bekend is, schat het team dat deze zich honderden kilometers onder de grens tussen de kern en de mantel bevindt. De aanwezigheid van deze structuur wijst op lichtere chemische elementen zoals silicium, zwavel, zuurstof, waterstof of koolstof in de buitenste kern.

Wat dit onderzoek bijzonder intrigerend maakt, is dat veel van onze kennis over de kern gebaseerd is op indirecte gegevens die we aan het oppervlak van de aarde verzamelen, aldus Tkalčić. Dr. Xiaolong Ma, een andere auteur van het onderzoek, benadrukte dat hoewel de ontdekking van deze nieuwe structuur in de buitenste kern ons inzicht in de dynamiek van het magnetische veld van de aarde vergroot, er nog heel veel onduidelijk is over de buitenste kern.