Nieuws

Die keer dat de wereld verdampte

Arjen Dijkgraaf |
Anorganische chemie, Materialen & Coatings

De aardkorst is samengesteld zoals hij is, omdat een deel letterlijk is verdampt tijdens het vormingsproces. Dat werd al vermoed maar twee Britse Nature-publicaties dragen er deze week nieuwe en tamelijk overtuigende bewijzen voor aan.

De verdampingstheorie houdt in dat planeten ontstaan doordat talloze kleine rotsblokken, zogeheten planetesimalen, op elkaar klappen. Daarbij komt voldoende warmte vrij om mineralen te laten smelten, en zelfs deels te verdampen. Zolang de ophoping te klein is om veel zwaartekracht te genereren, kan die damp heel gemakkelijk ontsnappen en voor altijd verdwijnen in het heelal.

Je verwacht dan dat de meest vluchtige elementen het snelst vertrekken. Zogeheten chondrieten, een soort meteorieten die voor zover bekend nooit zijn gesmolten, bevatten inderdaad meer van die vluchtige elementen dan de aardkorst. Maar dat bewijst nog niets: chondrieten kunnen net zo goed zijn ontstaan uit een andere grondstoffenmix. En er is ook een theorie dat elementen uit de aardkorst juist naar beneden zijn gediffundeerd en nu in de kern zitten, waar je er om logistieke redenen lastig naar kunt zoeken.

In Nature melden Tim Elliott en collega’s van de universiteit van Bristol nu voor het eerst dat er ook iets aan de hand is met de verhouding tussen magnesiumisotopen. Magnesium-24 en magnesium-25. zijn beide stabiel maar de laatste is zwaarder en verdampt dus iets minder snel. En inderdaad blijkt de aardkorst relatief net iets meer van die zware isotoop te bevatten dan chondrieten.

Vervolgens rekenen ze voor dat het gemeten verschil ongeveer overeenkomt met wat je verwacht als de verdampingstheorie klopt, terwijl ze geen enkel ander mechanisme kunnen verzinnen dat het afdoende verklaart. Temeer daar magnesum een ‘lithofiel’ element is dat normaal gesproken niet naar de kern migreert.

In dezelfde Nature doen Oxford-onderzoekers Ashley Norris en Bernie Wood verslag van proefjes die ze hebben gedaan met de verdamping van zogeheten chalcofielen. Dat zijn elementen die gemakkelijk met zwavel reageren tot sulfides, en daardoor ook niet naar de kern migreren. In het siliciumrijke hete soepje dat je krijgt wanneer je een stukje aardkorst smelt, reageren ze tevens met een hele reeks elementen en daardoor is eigenlijk niet goed vooraf te voorspellen welke elementen het vluchtigst zijn. Vandaar dat Norris en Wood het gewoon hebben uitgeprobeerd met stukjes rots in een lab-oven.

Conclusie: elementen zoals zilver en germanium, waarvan de aardkost te weinig lijkt te bevatten, gedragen zich inderdaad vluchtiger dan indium, koper en zink waarvan juist relatief veel is achtergebleven. Ook hier komen de verschillen overeen met wat je in theorie verwacht, mits de aannames over de samenstelling van de toenmalige atmosfeer een beetje kloppen.

Er blijven nog heel wat vragen over, maar het begint er op te lijken dat het verdampingsverhaal inderdaad in grote lijnen klopt.

bron: Nature, University of Bristol

Deel deze pagina
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven