Heeft een latere supernova de aarde gebombardeerd met radioactieve metalen?

Share Button

De aardse korst is erg rijk aan radioactieve metalen als uranium. Vreemd, want die zijn heel zwaar en zouden dus al lang naar beneden hebben moeten zakken. Waar komen deze metalen vandaan?

Dankzij een asteroïdenbombardement is de aardkorst erg rijk aan metalen als goud en uranium. Maar waar komt die merkwaardig hoge radioactiviteit vandaan?

Dankzij een asteroïdenbombardement is de aardkorst erg rijk aan metalen als goud en uranium. Maar waar komt die merkwaardig hoge radioactiviteit vandaan?

Alle metaal in de kern van de aarde
Bij de vorming van zwaardere hemellichamen vindt een proces plaats waarbij de zwaardere delen naar de kern zakken, terwijl de lichtere delen naar boven komen drijven. Om die reden zit vrijwel alle metaal van de aarde in de nikkel-ijzer kern. Dit inclusief zwaardere metalen, die graag een legering met ijzer vormen, zoals goud. Zou al dit edelmetaal aan de oppervlakte liggen, dan was de aarde overdekt met een vier meter dikke laag goud, zilver, iridium, osmium en platina. Hoe de kern is samengesteld weten we uit fragmenten van ijzermeteorieten, de overblijfselen van de kern van een planetesimaal die miljarden jaren geleden uiteen is gespat. Deze bestaan bijna helemaal uit massief metaal: een legering van ijzer met vijf procent nikkel en een procent kobalt.

We zeiden het al eerder: metaalasteroïden zijn tot honderden kilometers grote brokken vrijwel puur metaal. De grootste metaalasteroïde, 16 Psyche, is met met dan 200 km doorsnede groot genoeg om de aardse metaalhonger voor een miljoen jaar te stillen. Wel is de planeet dan uiteraard overdekt met een dikke laag roest, dus recycling is beslist een slimmer idee.

Wolfraam wijst op inslag metaalrijke asteroïde
In september 2011 is onderzoek gedaan aan Groenlandse rotsen van 3,8 miljard jaar oud. De aarde zelf was bij het ontstaan van deze rots minder dan een miljard jaar oud. Twee wolfraam-isotopen komen hierin in een iets andere verhouding voor dan in jongere rotsen, denk aan rotsen van drie miljard jaar of jonger.  Klaarblijkelijk is er iets gebeurd in de tussentijd. Astronomen denken dat dat ‘iets’ het “late heavy bombardment” is geweest, waar vermoedelijk de inslag van een metaalasteroïde onderdeel van uitmaakte. Deze heeft de aardkorst voorzien van een zeer hoge concentratie zware metalen.

Waarom is de aardkorst zo radioactief?
We weten uit metingen aan neutrino’s, dat de aardkorst, om precies te zijn: de continentale aardkorst, de grootste bron is van het type neutrino’s dat vrijkomt bij radioactief verval. Met andere woorden: in de aardkorst zitten twee ordes van grootte (rond de honderd maal) hogere concentratie zware radioactieve metalen zoals uranium, dan in welk ander deel van de aarde ook, inclusief de kern die vrijwel geen radioactief materiaal bevat [2].

Interessant is uiteraard de vraag waarom deze meteorietfragmenten veel radioactiever waren dan de metalen die de kern van de aarde hebben gevormd. Radioactiviteit, het is bekend, neemt af met de tijd. Klaarblijkelijk is het metaal in de aarde dus eerder gevormd dan de meteorietfragmenten die op de aarde zijn neergeregend. Er zijn dus, zou je kunnen concluderen, twee verschillende bronnen van zware metalen in het zonnestelsel. De eerste bron is de oudere explosie, misschien wel daterend van vele miljarden jaren voor het ontstaan van het zonnestelsel, die de nevel schiep waaruit het zonnestelsel is ontstaan.

De tweede bron is dan van recentere datum en produceerde veel radioactief materiaal. Dit moet volgens recente inzichten om botsende neutronensterren zijn gegaan[3]. Misschien is de schokgolf hiervan de trigger geweest waarom de protosolaire nevel is gaan samentrekken. Inderdaad wijzen waarnemingen aan andere nevels er op dat botsende gaswolken voor een kritische verdichting kunnen zorgen. Misschien dat brokstukken materiaal afkomstig uit de tweede, recentere bron de leverancier zijn geweest van deze radioactieve fragmenten en het Late Heavy Bombardment in het algemeen in gang heeft gezet. Nu vermoedelijk bekend is waar zware elementen vandaan komen, is dat niet al te moeilijk om vast te stellen. We hoeven alleen de verhoudingen van bepaalde radioactieve isotopen te meten om de ouderdom van hun bron vast te stellen, bijvoorbeeld door de stokoude Groenlandse rots te vergelijken met jonge rots. De grootst denkbare whodunnit: welke gebeurtenis heeft het ontstaan van het zonnestelsel op zijn geweten?

Bronnen
1. Matthias Willbold, Tim Elliott en Stephen Moorbath, The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment, Nature, 2011
2. Stephen T. Dye en Eugene H. Guillian, Estimating terrestrial uranium and thorium by antineutrino flux measurements, PNAS.org (2007)
3. Stephane Goriely et al., r-process Nucleosynthesis in Dynamically Ejected Matter of Neutron Star Mergers, Astrophysical Journal (2011), zie ook Physorg

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

3 reacties

  1. c schreef:

    “”welke gebeurtenis heeft het ontstaan van het zonnestelsel op zijn geweten?””
     
    Die Oorzaak Staat Op 2,1ly in Perseus.
     
    Btw Heb Je weleens de Geboortefotos van een Zon gezien en Hoe Dat tot Lichtjaren de Ruimte om Zich heen Schoonveegde Dat Materiaal om nog Planeten te vormen Wel Vergeten Kon Worden.

  2. Jasper schreef:

    Er staat geen andere ster of ander bekend object op deze afstand

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger