Hoe ziet de kern van de aarde eruit?

Stel dat je in je achtertuin een diepe put graaft, loodrecht naar beneden, dan schep je eerst door de aardkorst, de laag waarop we leven. Na zo’n 30 kilometer kom je dan aan de mantel: een laag die hoofdzakelijk uit vast gesteente bestaat. Na zo’n 3000 kilometer graven, bereik je de buitenkern, een gloeiend hete vloeistof. Om op een goede 5000 kilometer dan — eindelijk — te belanden bij de binnenkern, waar je op vast ijzer stoot.

Zo diep raakten we nog nooit. Het diepste gat dat ooit al werd gegraven, is het boorgat van Kola in Rusland — 12 kilometer diep. En toch weten we, zonder dat we er ooit nog maar in de buurt kwamen, best veel over onze aardkern. Met dank aan de wetenschap.

Vloeibaar langs buiten

Dankzij seismologen weten we dat onze aardkern 3000 kilometer onder ons ligt. Zij bestuderen de trillingen van aardbevingen: start een beving aan de ene kant van de aarde, dan checken ze wat daarvan overblijft aan de andere kant. Al gauw merkten ze dat sommige golven — de S‑golven — niet doorkwamen. De reden? S‑golven geraken niet door een vloeistof en moesten, in het midden van de aarde, dus op iets vloeibaars zijn gebotst. Door de route van de S‑golven in kaart te brengen, werd ontdekt dat de aarde op zo’n 3000 kilometer diepte vloeibaar werd.

Solide vanbinnen

Het zijn opnieuw seismologen die ontdekten dat de aardkern uit twee verschillende lagen bestaat: een vloeibare buitenkern op 3000 kilometer diepte en een vaste binnenkern op ongeveer 5000 kilometer. Dat gebeurde toen de Deense seismoloog Inge Lehmann in de jaren ​‘30 andere aardbevingsgolven — de P‑golven — onderzocht. Om hun gedrag te kunnen verklaren, moesten ze wel gebotst zijn op een vaste laag in de kern.

Gemaakt van ijzer

Dankzij de snelheid waarmee aardbevingsgolven door de kern van de aarde reizen, weten we dan weer dat de kern grotendeels uit ijzer bestaat. Dat is ook een van de tien meest voorkomende elementen in onze Melkweg en wordt vaak in meteorieten gevonden.

Maar hoe wurmde het ijzer zich door al dat gesteente naar het midden van de aarde? Het kreeg daarbij hulp van de extreme druk in de aardlagen. Dat ontdekte de Chinees-Amerikaanse wetenschapper Wendy Mao. In 2013 bootste ze de omstandigheden onder onze voeten na door ijzer en silicaten — de mineralen die in onze aardmantel zitten — met de hulp van diamanten extreem dicht opeen te duwen. Ze zag toen het ijzer smelten en erdoor sijpelen.

Gloeiend heet

De temperatuur van de aardkern werd ​‘gemeten’ door enkele Franse wetenschappers. Omdat ze met hun thermometer natuurlijk niet tot in de aardkern raakten, bootsten ze die omgeving na in hun laboratorium. Ze plaatsten daarvoor een stukje ijzer onder extreme druk en warmden het op door er met lasers op te schijnen. De wetenschappers stelden vast dat het ijzer bij 3,3 miljoen atmosfeer (de druk in de aardkern) 6000 °C moet zijn om het vloeibaar te krijgen.

Magnetische superkracht

De gedeeltelijk gesmolten kern bezorgt onze aarde haar superkracht. De constante beweging van het gesmolten ijzer wekt immers elektrische stromingen op in onze planeet, en dat creëert dan weer een krachtig magnetisch veld. Dat zorgt er niet alleen voor dat je kompasnaald altijd naar het noorden wijst, maar beschermt ons ook tegen schadelijke straling uit de ruimte. Die onbereikbare kern is dus onmisbaar voor ons bestaan.