We dachten altijd dat de aardkern volledig uit vaste materie bestond. Maar hij blijkt minder vast dan gedacht. De hele structuur van de kern is zelfs aan het vervormen en dat kan gevolgen hebben voor de lengte van een dag.
Diep onder onze voeten bevindt zich de kern van de aarde. Die is opgebouwd uit de buitenkern, die bestaat uit een laag vloeibaar, gesmolten metaal en de binnenkern, die van vaste materie is gemaakt. Althans, dat hebben we altijd zo geleerd. De binnenkern is het heetste deel van onze planeet. Hij begint op ongeveer 2900 kilometer diepte en loopt door tot het middelpunt van de Aarde, zo’n 6400 kilometer diep. De kern is relatief klein: hij omvat slechts 16 procent van het totale volume van de Aarde. Toch zit hier bijna een derde van de totale massa onder grote druk op elkaar gepakt.
Wiechert-Gutenbergdiscontinuïteit
Onderzoekers hebben eerder al ontdekt dat de dichtheid van de Aarde op 2900 kilometer diepte ineens flink toeneemt. Van zo’n 5500 kg/m³ schiet die omhoog naar 10.000 kg/m³. Het materiaal, grotendeels ijzer en nikkel, is op grote diepte dus anders dan erboven. De scherpe grens tussen de mantel en de kern noemen we ook wel de Wiechert-Gutenbergdiscontinuïteit.
Wetenschappers discussiëren al jaren over de manier waarop de binnenkern beweegt. Meestal gaat het over de snelheid waarmee de kern ronddraait. Hoofdonderzoeker John Vidale van de Universiteit van Zuid-Californië (USC) vertelt: “We waren niet van plan om de structuur van de binnenkern in kaart te brengen. Maar opeens stuitten we op bewijs dat de bovenste laag van de binnenkern aan het veranderen is.” De professor in de aardwetenschappen legt uit dat dit te maken heeft met de bewegingen binnenin de Aarde. Daardoor verandert de rotatie van de binnenkern, iets dat uiteindelijk zelfs de lengte van een dag een beetje kan veranderen.
Niet zo vast als gedacht
Wetenschappers gingen er altijd vanuit dat de binnenkern een vaste bol was en het USC-team had aan het begin van hun studie nog geen reden om daaraan te twijfelen. Ze waren eigenlijk van plan om te onderzoeken waarom de binnenkern langzamer draait. Maar toen Vidale de seismische gegevens van de afgelopen decennia bekeek, viel hem iets vreemds op. “Een specifieke meting sprong eruit”, legt hij uit. “Pas later besefte ik dat dit erop wijst dat de binnenkern niet helemaal vast is.”
Om de kern beter te begrijpen, bestudeerden de onderzoekers schokgolven van aardbevingen. Ze analyseerden 121 aardbevingen bij de South Sandwich-eilanden tussen 1991 en 2024. Deze aardbevingen produceerden trillingen die dwars door de aarde golfden en vervolgens zijn opgevangen door meetstations in Fairbanks (Alaska) en Yellowknife (Canada). Het team stond versteld: de metingen uit Yellowknife printten een patroon dat ze nog nooit eerder hadden gezien. “Ik snapte er in eerste instantie niets van”, zegt Vidale. Pas na het verfijnen van de analysemethode werd duidelijk dat de golven maar één ding konden betekenen: de binnenkern is aan het veranderen.
Verstoring
De metingen tonen aan dat de binnenkern langzaam beweegt. De bovenste laag lijkt niet helemaal vast te zijn. Het geheel is duidelijk een beetje aan het vervormen en verschuiven. En de reden is waarschijnlijk de interactie tussen de vloeibare buitenkern en de vaste binnenkern. “We weten al langer dat de buitenkern vol beweging zit. We hadden alleen geen idee dat die bewegingen zo’n grote invloed hebben op de binnenkern dat wij die kunnen meten”, aldus Vidale. “Voor het eerst zien we nu zwart op wit dat de buitenkern de binnenkern daadwerkelijk verstoort.”
Vidale en zijn collega’s zijn erop gebrand om nieuwe inzichten op te doen over wat zich diep in de aarde afspeelt. Stap voor stap begrijpen ze steeds beter hoe de warmtehuishouding en het magnetisch veld van de aarde in elkaar steken.
