Samenstelling van de aarde

Schematische samenstelling van de aarde

De samenstelling van de aarde is in de laatste decennia een stuk beter bekend geworden. De aarde wordt verdeeld in drie delen, van buiten naar binnen zijn dat de aardkorst, de aardmantel en de aardkern.

Inhoud

1 De korst
2 De mantel
3 De kern
4 Chemische samenstelling
5 Zie ook

[bewerk] De korst

Dankzij seismologisch onderzoek is nu bekend dat de aarde bestaat uit grofweg drie lagen. De buitenste laag wordt de aardkorst genoemd. Deze laag waarop zich al het leven op aarde afspeelt, is met een dikte van tien kilometer de dunste en bestaat uit verschillende materialen. De oceanische korst bestaat uit zware gesteenten zoals basalt en is wat dunner. De wat dikkere continentale korst bestaat uit iets lichtere gesteenten, zoals graniet. Onze korst drijft als het ware op de laag eronder, die we de mantel noemen.

[bewerk] De mantel

Na 10 kilometer diepte ongeveer, begint deze mantel, die heel wat dikker is dan de korst. Ze is ongeveer 2900 kilometer dik en bestaat uit twee lagen. De buitenmantel heeft een temperatuur van tussen de 1400 en 3000 graden. In de binnenmantel is het 3000 graden, maar door de hoge druk verkeert het materiaal daar in vaste toestand. De mantel is als het ware een doorgeefluik van de hete stromingen die van de kern naar het aardoppervlak gaan en, andersom, van afgekoelde stromingen die weer richting kern drijven. Wanneer zo'n stroming bij een zwak gedeelte van de korst aankomt, zoals een vulkaan, dan stroomt het magma uit de mantel naar buiten. Zo'n plek wordt een hotspot genoemd.

Het lijkt op het eerste gezicht vreemd dat er "stromingen" plaats vinden in het vaste materiaal van de mantel (het feit dat zgn. "transversale" trillingen zich door de mantel verplaatsen, bewijst dat de mantel vast is). Die tegenstrijdigheid is slechts schijnbaar. De mantelstromingen hebben slechts snelheden van enkele centimeters per jaar. Bovendien zijn vaste stoffen bij hoge temperatuur vaak flexibeler dan bij lage (denk maar aan de smid, die "het ijzer smeedt wanneer het heet is").

[bewerk] De kern

Na zo'n 2900 kilometer begint het eigenlijke binnenste gedeelte van de aarde, ook wel de kern genaamd. Deze kern bestaat vooral uit ijzer, nikkel en nog wat andere elementen en heeft ook weer een binnen- en buitenkern. De buitenkern is vloeibaar en ongeveer 2200 kilometer dik en de binnenkern is vast en zo'n 1250 kilometer dik. Doordat de aarde draait, spint de buitenkern om de binnenkern en dat heeft dan weer het magnetisme van de aarde tot gevolg. Dit magnetisme wordt al duizenden jaren door zeelui gebruikt om door middel van een kompas de weg te vinden op aarde. Het beïnvloedt ook de elektrisch geladen deeltjes buiten de atmosfeer van de aarde, tot meer dan 60.000 kilometer in de ruimte!

[bewerk] Chemische samenstelling

We kennen het inwendige van de aarde alleen langs indirecte weg. Geen enkel boorgat gaat meer dan een paar kilometer diep, zodat er bij alle uitspraken van de wetenschap over de samenstelling van de mantel en de kern een zekere slag om de arm moet worden gehouden.

Dankzij seismische waarnemingen weten we wel hoe groot de dichtheid van de diverse lagen van de aarde is. We weten dat de aarde bestaat uit een

aardkorst, die we goed kennen en die ongeveer 1 % van het volume en 0,5 % van de massa van de aarde uitmaakt

  (gemiddelde dichtheid   2800 kg per m3), en

een aardmantel , die ongeveer 83 % van het volume en 67,5 % van de massa van de aarde uitmaakt

  (gemiddelde dichtheid   4500 kg per m3), en

een aardkern, die ongeveer 16 % van het volume en 32 % van de massa van de aarde uitmaakt

 (gemiddelde dichtheid 11.000 kg per m3)

We weten ook welke mineralen (hoofdzakelijk nikkelijzer en silicaten) er voorkomen in de meteorieten, die hoogstwaarschijnlijk brokstukken zijn van hetzelfde materiaal als waaruit de aarde 4600 miljoen jaar geleden werd gevormd.

Op grond van deze gegevens kan een vrij nauwkeurige schatting worden gemaakt van de chemische samenstelling van de aarde, waaruit blijkt dat acht elementen tezamen ongeveer 98,5 % van de massa vormen: