2 RESULTATEN VAN HET ONDERZOEK: DE AARDE IS SCHILVORMIG OPGEBOUWD Uit het onderzoek van de seismische golven trekken wetenschappers de conclusie dat de aarde schilvormig opgebouwd is. De schillen zijn verschillend in samenstelling (chemische eigenschappen) of in fysische eigenschappen, nl. vast, vloeibaar of plastisch. Indeling volgens chemische samenstelling:
Indeling volgens fysische eigenschappen:
korst, mantel, kern (fig. 6.8 a en fig. 6.8 b)
lithosfeer, asthenosfeer, mesosfeer, buitenkern, binnenkern (fig. 6.8 b en 6.8 c)
De belangrijkste samenstellende elementen van de continentale korst zijn silicium en aluminium. Die geven de schil zijn naam: SiAl. Deze korst is 25 tot 70 km dik.
De korst en het bovenste deel van de mantel zijn allebei vast. Samen vormen ze de lithosfeer (letterlijk: steenschaal). Op een diepte van 125 km onder de continenten en 70 km onder de oceanen, verandert de aggregatietoestand. De onderliggende laag is dan namelijk plastisch: dat is de asthenosfeer ('asthenos' betekent in het Grieks 'zonder kracht').
De oceanische korst is veel dunner: ze is gemiddeld slechts 7 km dik. Ze bestaat uit gestold mantelmateriaal en behoort chemisch tot de mantel of SiMa (silicium en magnesium). Zowel in de korst als in de mantel is heel wat zuurstof aanwezig. Tussen korst en mantel ligt een discontinuïteit: de Moho- of de Mohorovičić-discontinuïteit. Tussen mantel en kern, op ongeveer 2 900 km diepte, bevindt zich de Gütenberg-discontinuïteit. De kern bestaat vooral uit nikkel en ijzer (NiFe).
O
O
Ni Fe Ni Fe Si
Si, Mg H Al, Ca Si
binnenkern
buitenkern
Mg Al Fe Ca Na K H
mantel
Si
Al Fe Ca, Na K, Mg
korst
Fig. 6.7 De chemische samenstelling van de verschillende schillen
12
THEMA 6 De geosfeer: ontstaan en evolutie van landschappen
De grens tussen beide sferen ligt op de plaats waar de temperatuur 1 280 °C wordt. Bij die temperatuur worden sommige mineralen plastisch. Door de toenemende druk dieper in de mantel verandert de aggregatietoestand opnieuw: dit deel van de mantel is de vaste mesosfeer. Aan de Gutenberg-discontinuïteit gaat de mesosfeer over in de kern. Daar vallen de S-golven weg, wat erop wijst dat de buitenkern vloeibaar is. Op 5 100 km diepte versnellen de seismische golven plots, waardoor ze zich gemakkelijker door de materie bewegen. Seismologen besluiten daaruit dat de binnenkern vast is. Dat komt door de enorme druk. De dichtheid van de kern werd door fysici berekend. Zij komen op een waarde van 11 g/cm3 uit. Dat is ook de dichtheid van nikkel en ijzer, wat de samenstellende elementen zijn van ijzermeteorieten. Die hebben mee de samenstelling van de aarde bepaald. Daarover leerde je al in thema 2. Uit recent wetenschappelijk onderzoek blijkt dat er wellicht ook silicium in de kern zit (Zie: De Standaard en De Morgen van 10 januari 2017).