Verborgen achter duizenden kilometers van dichte, hete rots, is de kern van de Aarde zo ontoegankelijk als een object in de wetenschap kan zijn. Onze enige manier om het te bestuderen is door zorgvuldig te luisteren naar de manier waarop onze planeet onder zijn huid echoot. Als het lekt, hebben we misschien nog een manier om zijn processen te bestuderen en iets te leren over de manier waarop planeten zoals de onze samenkomen uit een werveling van stof en primordiaal gas.
Helium: Een Zeldzaam Element met een Verhaal
Hoge concentraties van een heliumisotoop gevonden in 62 miljoen jaar oude Arctische rotsen zouden het meest overtuigende bewijs tot nu toe kunnen zijn van een langzaam lek in de kern van onze planeet. Voortbouwend op de resultaten van een eerdere analyse van oude lavastromen, zijn een team van geochemici van het Woods Hole Oceanographic Institution en het California Institute of Technology nu zekerder dan ooit dat helium dat in de kern is opgesloten terwijl onze planeet zich vormde, zijn weg naar het oppervlak vindt.
Helium is niet het soort element dat gemakkelijk vrienden maakt. Omdat het zo licht en niet-reactief is, is er weinig dat het gas kan stoppen om uit blootgestelde rotsen in de atmosfeer te diffunderen en de ruimte in te drijven. Dat maakt helium een verrassend zeldzaam materiaal op het oppervlak van de planeet. Maar hoeveel van het element nog steeds diep onder onze voeten gevangen zit, is een van de grote onbekenden in de geologie.
De Kern van het Mysterie: Helium in de Aardkern
Basaltische lava’s op het Baffin-eiland in Canada bevatten enkele van de hoogste verhoudingen van helium 3 (3He) tot het iets zwaardere isotoop, helium 4 (4He). Voor geologen wijst zo’n mix erop dat de aanwezigheid van het gas geen vervuiling is door de atmosfeer, maar eerder een teken van diepere, meer oude oorsprong.
Zonder de mogelijkheid van een toeval uit te sluiten, vroegen Horton en zijn team zich af of beide hotspots hun helium misschien hebben ontvangen van een oud reservoir naast de mantel. Het lijkt er nu op dat hun vermoeden correct kan zijn. Hun laatste analyse, inclusief een verzameling olivijn genomen van tientallen beschutte locaties over Baffin en omliggende eilanden, heeft de hoogste verhouding van 3He tot 4He ooit opgenomen in vulkanisch gesteente opgeleverd, bijna 70 keer alles wat in de atmosfeer is gezien.
Door ook rekening te houden met verhoudingen van andere isotopen, waaronder strontium en neodymium, kon het team factoren uitsluiten die de identiteit van het helium na de uitbarsting mogelijk hebben veranderd, waardoor een nog sterkere zaak voor de ongebruikelijke oorsprong van het gas werd opgebouwd.
De Toekomst van de Aardkernstudie
Het traceren van het neon en helium terug naar de kern is niet zo wild als het in eerste instantie lijkt. Simulaties over de thermodynamica, drukken en samenstelling van de ingewanden van onze planeet suggereren dat reserves van edelgassen die in de kern zijn opgesloten, beschermd hadden kunnen worden terwijl de Aarde groeide, om na verloop van tijd in de omringende mantel te sijpelen.
Als de kern inderdaad lekt, hebben we misschien nog een manier om zijn processen te bestuderen en iets te leren over de manier waarop planeten zoals de onze samenkomen uit een werveling van stof en primordiaal gas. Deze onderzoeksresultaten openen nieuwe wegen voor toekomstige studies en bieden een fascinerende blik op de diepten van onze planeet.