Een kijkje diep in moeder aarde

De mens wil graag alles weten in zijn wijsheid en is door de moderne technieken tot veel dingen in staat. De kern van de aarde is echter nog een relatief onbekend gebied. In dit artikel nemen we een kijkje in het binnenste van de aarde.

Droom of werkelijkheid?

Er werd voor de eerste keer verslag gedaan van een avontuurlijke expeditie naar het binnenste van de aarde in het jaar 1864 en wel door de Franse sciencefictionschrijver Jules Verne. Dit betrof een Hamburgs geoloog die samen met twee begeleiders afdaalde in een krater van een uitgedoofde vulkaan op IJsland. Deze reis nam weken in beslag. Hun tocht ging langs diverse ravijnen, kolenlagen, donkere gangenstelsels en grote opslagplaatsen voor zout en grotten vol met edelstenen en ze kwamen uiteindelijk aan bij een oever van een onderaards meer. Ze staken dit meer over met een zelfgebouwd vlot. Ze wisten hierbij ook een aanval van een sauriër af te wenden. Tijdens deze overlevingstocht ontdekten ze het legendarische verzonken continent Atlantis. Door een vulkaanuitbarsting werden ze daarna weer teruggeschoten naar de oppervlakte. Denkt u dat dit niet waar is? Nee, dit is slechts een fantasie geweest van de schrijver Jules Verne. Maar zelfs in de 19e eeuw werd hierover al volop gefantaseerd. Nu volgt de realiteit.

Het heden

Nu in de 21e eeuw kunnen we concluderen dat de mens nog steeds niet dieper is gekomen in de aarde dan slechts een aantal kilometers diep. Het diepste boorgat in Nederland is "slechts" 5,8 kilometer diep. In Duitsland is een boorgat van 9 kilometer diep. Op het Russische schiereiland Kola is een recordboring gedaan en deze gaat 13 kilometer de grond in. Maar zelfs die 13 kilometer is eigenlijk nog helemaal niks als je bedenkt dat het middelpunt van de aarde meer dan 6300 kilometer onder het aardoppervlak ligt. Zover zal de mens nooit en te nimmer komen simpelweg omdat het binnenste van de aarde gloeiend heet is. Menselijk leven in de kern van de aarde is dus niet mogelijk. Alleen de buitenste schil van de aarde wat ook wel de aardkorst wordt genoemd is tot een verdraagzame warmte afgekoeld.

Meetinstrumenten

De mens zou de mens niet zijn als we toch niet wisten hoe het er onder ons in de kern van de aarde er uit zou zien. De mens heeft allerlei methodes bedacht en ontwikkeld om iets uit te vinden over de diepste lagen van de aarde, zonder dat we er naar toe hoeven te reizen. Er is een bijzonder destructief natuurfenomeen wat ons het mogelijk maakt om in het diepste van de aarde te kijken en dat zijn namelijk aardbevingen. Eigenlijk beeft de aarde constant maar dat merken we niet omdat dit maar een erg zwak signaal is. Dit signaal kun je echter wel meten. Daarom hebben onderzoekers op diverse plekken op de aarde honderden zeer gevoelige meetinstrumenten van seismische golven neergezet. Met deze meetinstrumenten of seismografen kunnen de onderzoekers exact bepalen waar de plaats van de oorsprong van een aardbeving was. Deze locatie wordt ook wel het epicentrum genoemd. Meetinstrumenten of seismografen worden gewoonweg ook wel eens aardbeving registreerders genoemd. Dit enorme netwerk van meetinstrumenten maakt het mogelijk om het binnenste van onze aarde goed door te lichten. Seismische golven nemen namelijk meer informatie mee naar boven vanuit de kern van de aarde. Op deze manier zijn er al jarenlang duizenden golven van aardbevingen gemeten. Vervolgens worden deze gegevens ingevoerd in hele snelle hypermoderne computers. Op deze manier ontstaat er een soort van röntgenfoto van de aarde. Deze resultaten tonen aan dat dat gesteenten van de aarde in geen enkel geval gelijkmatig dichter en zwaarder worden naar de kern toe. Aardbevingsgolven tonen een heel ander beeld, namelijk hele plotselinge sprongen in de eigenschappen van het gesteente.

Aardkorst

De aarde is net als een ui opgebouwd uit meerdere over elkaar liggende lagen. Geologen noemen deze lagen van buitenkant naar de kern de aardkorst, de aardmantel en de aardkern. Deze lagen bestaan ook weer uit diverse lagen. De mens ziet in feite alleen maar het buitenste gedeelte van een dunne korst waar een gloeiende bol onder zit. Deze "dunne" korst is gemiddeld zo'n 100 kilometer dik en is dan nog dunner dan een eierschaal van een ei omdat de totale doorsnede van de aarde op de evenaar 12756 kilometer is. Vulkanen en aardbevingen zullen de mens er altijd aan blijven herinneren welke gigantische krachten er schuil gaan onder onze voeten.

Aardmantel

De aardmantel ligt net onder de aardkorst met oceanen en continenten. De buitenmantel die tot 300 kilometer diep gaat is al stroperig. Bij temperaturen van 1200 tot 1500 graden Celsius smelten hier een aantal mineraalbestanddelen die vervolgens aan de weg naar boven beginnen totdat ze op zwakke plekken in de korst als vulkanen doorbreken naar de oppervlakte. Hoe dieper dit gebeurt in de mantel hoe groter de druk is van de daarop liggende gesteente. Daarom heeft het gesteente van de binnenmantel daaronder ondanks de zeer hoge temperaturen nog een vaste structuur. Deze laag loopt door tot een diepte van zo'n 2900 kilometer en bestaat voor het grootste gedeelte uit een bijzondere steensoort die aan de oppervlakte niet voorkomt. Dit gesteente kan alleen onder extreme hoge drukomstandigheden worden geproduceerd in laboratoria. Onderzoekers noemen dit gesteente silicaat-perovskiet. Onderzoekers denken dat deze stof de meest voorkomende stof van de aarde is omdat de binnenste laag natuurlijk veruit de dikste laag is van onze aarde. Deze massa weegt in totaal zo'n 3 triljoen ton wat daarmee ongeveer de helft van het totale gewicht van de aarde vertegenwoordigd.

Aardkern

Onder de aardmantel begint de aardkern. De seismische golven die van hieruit worden geregistreerd tonen een duidelijke overgang. Daarom concluderen seismologen dat de gesteentes op deze diepte vloeibaar zullen zijn. Dus eigenlijk ligt hier de grootste oceaan van de wereld ook al bestaat dit dan niet uit water, maar uit ijzer, wat vermoedelijk gedeeltelijk verbonden is met zuurstof en zwavel. Deze vloeibare ijzeroceaan heeft een temperatuur tussen de 3700 en 4600 graden Celsius. Dit vloeibare goedje omhult op zijn beurt de binnenkern die uit vast metaal bestaat en helemaal doorloopt tot aan het middelste punt van de aarde.