Aardkern en maan zijn relatieve laatkomers

De kern van de aarde is waarschijnlijk even oud als de aarde zelf: bijna 4,6 miljard jaar. Er bestaan echter verschillende meningen over de snelheid waarmee deze kern is ontstaan. Sommigen denken dat de kern zich in tien miljoen jaar van de rest van de aarde heeft afgescheiden, terwijl anderen menen dat dit proces misschien wel langer heeft geduurd dan het ontstaan van de aarde zelf: ongeveer 100 miljoen jaar. Twee onderzoekers van de universiteit van Michigan in Ann Arbor (VS) hebben dit probleem proberen op te lossen met behulp van een nieuwe methode van ouderdomsbepaling die is gebaseerd op het verval van hafnium-182 tot wolfram-182.

De aarde is ontstaan door samenklontering van grote brokken oermaterie (planetesimalen), die gevormd werden in de wolk van interstellair gas en stof rond de proto-zon. In het begin was de aarde geheel gesmolten als gevolg van de energie van de inslaande objecten. Omdat ijzer zwaarder is dan gesteente, zou het ijzer (met wat nikkel) naar het centrum van onze planeet zijn gezakt, om aldaar een kern te vormen. In de aarde-in-wording bevond zich ook hafnium-182, dat met een halveringstijd van 9 miljoen jaar vervalt tot wolfraam-182. Wolfraam een 'ijzerminnend' element en hafnium een 'steenminnend' element. Tijdens de afscheiding van de metaalkern kwam er dus in de kern minder hafnium-182 dan in de mantel, waardoor er in die kern (door verval) ook minder wolfraam-182 kon ontstaan.

Men denkt dat de ijzermeteorieten die op aarde worden gevonden de isotopen-samenstelling van de aardkern weerspiegelen en de steenmeteorieten de samenstelling van de mantel. Genoemde onderzoekers hebben nu de relatieve verhoudingen van de isotopen van hafnium en wolfraam in deze meteorieten gebruikt voor het dateren van de periode waarin ze zijn ontstaan. De resultaten van hun metingen wijzen sterk op een relatief late afscheiding van de kern uit de mantel: minstens 62 miljoen jaar na het onstaan van de aarde zelf (Nature 378, p. 763).

Deze dateringsmethode geeft ook belangrijke informatie over het ontstaan van de maan. De maan is waarschijnlijk ontstaan uit een mengsel van materiaal dat in de ruimte werd geslingerd toen een object ter grootte van misschien wel Mars schampend tegen de aarde botste. Deze botsing zou hebben plaatsgevonden nadat zich in de aarde een kern had gevormd, zodat er vooral steenachtig materiaal in de ruimte kwam. Metingen aan de hafnium- en wolfraam-isotopen in maanstenen (naar de aarde gehaald tijdens het Apollo-project) ondersteunen nu ook deze vrij late vorming van de maan.

    • George Beekman