De Aarde van binnenWat er precies in het binnenste van de Aarde zat, was eeuwen lang onderwerp van speculatie en vooral veel fantasie. Deze kaart van Theodorus Schoon en uitgever Elisabeth de Jong uit 1695 met de titel 'Natuurkundige Aardkloodts Ontvouwinge' is daar een mooi voorbeeld van. Op de kopergravure zijn vermakelijke details weergegeven. Zo is linksboven op de aardbol de Vesuvius vulkaan te zien, met rechtsboven de Etna vulkaan op Sicilië.Aan de onderzijde van de aardbol zie je een metaalberg met watermolen en waterrad en een holle metaalberg met een dubbele ladder voor bergwerkers. Een andere bijzonderheid is, dat de kaart door een vrouw is uitgegeven in een tijd, dat vrouwen nauwelijks bij naam werden genoemd.
|
Deze kaart maakte deel uit van een recente tentoonstelling in Wereldmuseum Leiden (het voormalige Museum Volkenkunde). De kaart behoort toe aan de collectie van de Universitaire Bibliotheken Leiden (COLLBN 009-06-054)(RDV2640).
|
De samenstelling van de aarde onder onze voeten ziet er in grote lijnen zo uit. De dunne schil, waarop we leven, de aardkorst, met daaronder de mantel, de buitenkern en de binnenkern. Tekening: www.phys.org. Bekijk ook de presentatie 'Onderzoekers ontrafelen vreemde toestand van de aardkern' op Wetenschap in Beeld, gepubliceerd op 20 februari 2022.
De aardkorst
De aardkorst bevat ongeveer 1% uit van het totale volume van de aarde. Op en in deze laag, met een gemiddelde dikte van zo'n 10 kilometer, bevindt zich al het leven dat op aarde voorkomt. De dikte van deze aardkorst is niet overal gelijk en schilt zeer sterk; de gemiddelde dikte van de oceanische aardkorst ligt rond de 8 kilometer terwijl de continentale aardkorst een dikte heeft tussen de 30 en 70 kilometer. De korst bestaat op de continentale delen van de aarde hoofdzakelijk uit lichtere gesteenten, terwijl de korst onder de oceanen vooral bestaat uit zware gesteenten zoals basalt.
De Mohorovičić-discontinuïteit (meestal kortweg Moho genoemd), vormt de grens tussen de aardkorst en de aardmantel. Deze bevindt zich onder oceanische korst op ongeveer 10 kilometer diepte, terwijl ze onder een continentale korst op een diepte tussen 20 en 40 kilometer ligt.
|
Op het Noorse eiland Leka is het mogelijk de grens tussen het onderste deel Vande aardkorst (links) en de mantel (rechts) met eigen ogen te aanschouwen (VRS5672) en hierboven (VRS5670).
|
De mantel
Onder de aardkorst bevindt zich de mantel en is ongeveer 2.900 kilometer dik. Deze mantel bestaat uit en buitenmantel en een binnenmantel. De temperatuur van de buitenmantel ligt tussen de 1.400° en 3.000° Celsius, die van de binnenmantel is met 3.000° C aanzienlijk hoger. De aardmantel heeft een gemiddelde dichtheid van 4.500 kilogram per m³ en bevat ongeveer 83% van het totale volume van de aarde.
Het mantelmateriaal, in vaste vorm en onder hoge druk, brengt de hitte uit de kern van de aarde richting het oppervlak van de aarde, bovendien vindt er 'transport' van koeler materiaal uit de buitenste delen van de mantel richting de kern plaats.
Het mantelmateriaal, in vaste vorm en onder hoge druk, brengt de hitte uit de kern van de aarde richting het oppervlak van de aarde, bovendien vindt er 'transport' van koeler materiaal uit de buitenste delen van de mantel richting de kern plaats.
|
In de schematische weergave hiernaast zijn de convectiestromen in de mantel weergegeven. Het materiaal beweegt zich met een snelheid van enkele centimeters per jaar. In de tekening is ook een mantelpluim weergegeven, die in dit geval leidt tot het ontstaan van een hotspot-vulkaan aan het aardoppervlak. Meer over hotspotvulkanisme. Bron: FMS.
|
|
In het diepste deel van de mantel bevindt zich de zogenaamde D-Laag*. Deze laag kan worden opgedeeld in de D' (in het Engels: D prime layer) en de D" (D double prime layer) en wordt beschouwd als de overgangszone tussen de mantel en de buitenkern. De bovenkant van deze laag vormt een geleidelijke overgang met de ondermantel, terwijl aan de onderkant van de ongeveer 200 kilometer dikke D"-Laag, de Wiechert-Gutenbergdiscontinuïteit, op een diepte van ongeveer 2895 kilometer de overgang naar de aardkern vormt.
*) Deze benaming is afkomstig van de Nieuw-Zeelandse wiskundige, geofysicus en seismoloog Keith Edward Bullen (1906-1976), die de verschillende delen van de aarde met letters weergaf, waarbij 'A' de aardkorst vormde en 'G' de binnenkern. Bullen's onderzoek wees uit, dat zich vlak boven de buitenkern een zone bevond, met een afwijkend seismisch patroon. Door de snelle dichtheidstoename in deze zone nam de snelheid van seismische trillingen hier aanzienlijk af. Bullen concludeerde dat de scheiding tussen aardmantel en aardkern chemisch van aard moest zijn.
De aardkern
Het binnenste gedeelte van de aarde, de kern, bestaat uit twee verschillende delen: een binnenkern, waarvan tot voor kort werd verondersteld, dat deze uit vast materiaal bestond. Volgens recent gepubliceerd onderzoek, getiteld 'Superionic iron alloys and their seismic velocities in Earth’s inner core' (in Nature op 9 februari 2022) betreft het een kern in superionische toestand. Dit houdt in dat deze vast noch vloeibaar is. Binnen- en buitenkern nemen ongeveer 16% van het totale volume van de aarde in. De grens tussen binnen- en buitenkern wordt gevormd door de Lehmann-discontinuïteit. De buitenkern bevat vloeibaar materiaal.
In deze tekening zijn de belangrijkste elementen van de kern weergegeven. In de binnenkern zijn dat ijzer (Fe) en nikkel (Ni), met in de buitenkern daarbij nog zwavel (S). In de mantel zijn dat: zuurstof (O), silicium (Si), magnesium (mg) ijzer (Fe) en Aluminium. Tekening: Cham; Bron: Celestiamotherlode.net.
Bronnen en media
|
A Continent on the Move, New Zealand Geoscience into the 21st Century, Ian J. Graham, Lower Hutt, 2008, ISBN 9781877480003
Geology of Iceland, Rocks and Landscape, Þorleifur Einarsson, Reykjavík, 1994, ISBN 9979306890
Living Earth, Ari Trausti Guðmundsson,
Reykjavík, 2007, ISBN 9789979327776 |
|
