Onderzoekers van de Universiteit van Liverpool hebben nieuw licht geworpen op de raadselachtige aard van de oude magma-oceaan die ooit de aarde overspoelde. Door theoretische modellen en geavanceerde computersimulaties te combineren, hebben ze voorspeld hoe snel deze oer-vurige zee stolde, wat kritische inzichten opleverde in de vroege evolutie van onze planeet.

De oude magma-oceaan ontstond ongeveer 4,5 miljard jaar geleden tijdens de aanwasfase van de planeet. Naarmate de aarde groter werd door botsingen met andere hemellichamen, zorgde de enorme gegenereerde hitte ervoor dat de hele mantel en mogelijk zelfs een deel van de kern smolt, waardoor een wereldomspannende oceaan van gesmolten gesteente ontstond.

Het begrijpen van de afkoelsnelheid van deze magma-oceaan is cruciaal voor het ontcijferen van de daaropvolgende processen die hebben geleid tot de vorming van de huidige aarde. Als de magma-oceaan snel zou afkoelen, zou dit de tijd hebben beperkt die beschikbaar was voor verschillende elementen en mineralen om zich te scheiden en te concentreren. Dit zou de samenstelling van de aardkorst en mantel aanzienlijk hebben beïnvloed.

Omgekeerd, als de magma-oceaan langzaam zou stollen, zou dit een uitgebreidere chemische differentiatie mogelijk hebben gemaakt, resulterend in verschillende lagen van de korst en de mantel. Dit scenario zou een cruciale rol hebben gespeeld bij het ontstaan ​​van de diverse geologische kenmerken die we vandaag de dag op aarde waarnemen.

Dr. Sean Dhuime, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Liverpool en hoofdauteur van de studie, legde uit dat eerdere schattingen van de stollingstijd van de magma-oceaan aanzienlijk varieerden, variërend van enkele duizenden tot enkele honderden miljoenen jaren. Dit brede bereik maakte het een uitdaging om concrete conclusies te trekken over de geologische processen die plaatsvonden tijdens deze fase van de geschiedenis van de aarde.

Met behulp van geavanceerde thermodynamische modellen en computersimulaties probeerden Dr. Dhuime en zijn collega's dit bereik te verkleinen en een nauwkeurigere schatting te geven van de stollingstijdlijn van de magma-oceaan. Ze simuleerden verschillende scenario's, waarbij ze rekening hielden met verschillende warmteoverdrachtsmechanismen en de chemische samenstelling van de magma-oceaan.

Hun bevindingen suggereren dat de oude magma-oceaan waarschijnlijk binnen een periode van ongeveer 20 miljoen jaar is gestold. Deze tijdschaal, die relatief snel is vergeleken met eerdere schattingen, impliceert dat de magma-oceaan geen uitgebreide chemische differentiatie kan hebben ondergaan.

Dr. Dhuime gelooft dat dit resultaat aanzienlijke gevolgen kan hebben voor ons begrip van de ontwikkeling van de vroege aarde. De snelle stolling zou hebben geresulteerd in een relatief homogene samenstelling door de hele mantel, waardoor de vorming van de tektonische platen van de aarde zou worden beïnvloed.

De onderzoekers erkennen dat verdere studies nodig zijn om hun model te verfijnen en andere factoren te onderzoeken die de stollingstijd kunnen beïnvloeden, zoals de aanwezigheid van water in de magma-oceaan en convectiestromen in de mantel. Niettemin vergroot hun werk ons ​​begrip van de oude magma-oceaan en zijn rol bij het vormgeven van de aarde die we vandaag kennen aanzienlijk.

De bevindingen van het onderzoek zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift 'Nature Geoscience'.