De binnenkern van de aarde is heet, onder enorme druk en met sneeuw bedekte, volgens nieuw onderzoek dat wetenschappers zou kunnen helpen de krachten die de hele planeet beïnvloeden beter te begrijpen.

De sneeuw is gemaakt van kleine ijzerdeeltjes - veel zwaarder dan elke sneeuwvlok op het aardoppervlak - die uit de gesmolten buitenste kern vallen en zich op de binnenste kern ophopen, het creëren van stapels tot 200 mijl dik die de binnenkern bedekken.

Het beeld klinkt misschien als een buitenaards winterwonderland. Maar de wetenschappers die het onderzoek leidden, zeiden dat het lijkt op hoe rotsen zich vormen in vulkanen.

"De metalen kern van de aarde werkt als een magmakamer die we beter kennen in de korst, " zei Jung-Fu Lin, een professor aan de Jackson School of Geosciences aan de Universiteit van Texas in Austin en een co-auteur van de studie.

De studie is online beschikbaar en zal worden gepubliceerd in de gedrukte editie van het tijdschrift JGR vaste aarde op 23 dec.

Youjun Zhang, een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Sichuan in China, leidde de studie. De andere co-auteurs zijn onder meer de afgestudeerde student Peter Nelson van de Jackson School; en Nick Dygert, een assistent-professor aan de Universiteit van Tennessee die het onderzoek uitvoerde tijdens een postdoctorale beurs aan de Jackson School.

De kern van de aarde kan niet worden bemonsterd, dus bestuderen wetenschappers het door signalen van seismische golven (een soort energiegolf) op te nemen en te analyseren terwijl ze door de aarde gaan.

Echter, aberraties tussen recente seismische golfgegevens en de waarden die zouden worden verwacht op basis van het huidige model van de kern van de aarde hebben vragen doen rijzen. De golven bewegen langzamer dan verwacht toen ze door de basis van de buitenste kern gingen, en ze bewegen sneller dan verwacht wanneer ze door het oostelijk halfrond van de bovenste binnenkern bewegen.

De studie stelt de ijzeren met sneeuw bedekte kern voor als verklaring voor deze aberraties. De wetenschapper S.I. Braginkskii stelde begin jaren zestig voor dat er een slurrylaag bestaat tussen de binnenste en buitenste kern, maar de heersende kennis over hitte- en drukomstandigheden in de kernomgeving vernietigde die theorie. Echter, nieuwe gegevens van experimenten met kernachtige materialen, uitgevoerd door Zhang en ontleend aan recentere wetenschappelijke literatuur, vonden dat kristallisatie mogelijk was en dat ongeveer 15% van de onderste buitenste kern zou kunnen worden gemaakt van op ijzer gebaseerde kristallen die uiteindelijk door de vloeibare buitenste kern vallen en vestigen zich bovenop de stevige binnenkern.

"Het is een beetje bizar om over na te denken, "Zei Dygert. "Je hebt kristallen in de buitenste kern die over een afstand van enkele honderden kilometers op de binnenste kern sneeuwen."

De onderzoekers wijzen op het opgehoopte pak sneeuw als oorzaak van de seismische aberraties. De slurry-achtige samenstelling vertraagt ​​de seismische golven. De variatie in de grootte van de sneeuwstapel - dunner op het oostelijk halfrond en dikker op het westelijk halfrond - verklaart de verandering in snelheid.

"De binnenkerngrens is geen eenvoudig en glad oppervlak, die de thermische geleiding en de convecties van de kern kunnen beïnvloeden, ' zei Zhang.

Het artikel vergelijkt het sneeuwen van ijzerdeeltjes met een proces dat plaatsvindt in magmakamers dichter bij het aardoppervlak, waarbij mineralen uit de smelt kristalliseren en samenklonteren. In magmakamers, de verdichting van de mineralen creëert wat bekend staat als 'cumulerend gesteente'. In de kern van de aarde, de verdichting van het ijzer draagt ​​bij aan de groei van de binnenkern en het krimpen van de buitenkern.

En gezien de invloed van de kern op verschijnselen die de hele planeet beïnvloeden, van het opwekken van zijn magnetisch veld tot het uitstralen van de warmte die de beweging van tektonische platen aandrijft, meer inzicht in de samenstelling en het gedrag ervan kan helpen om te begrijpen hoe deze grotere processen werken.

Bruce Buffet, een professor in de geowetenschappen aan de Universiteit van Californië, Berkley die planeetinterieurs bestudeert en die niet betrokken was bij de studie, zei dat het onderzoek langdurige vragen over het binnenste van de aarde confronteert en zelfs zou kunnen helpen meer te onthullen over hoe de kern van de aarde is ontstaan.

"Door de modelvoorspellingen te relateren aan de afwijkende waarnemingen kunnen we conclusies trekken over de mogelijke samenstellingen van de vloeibare kern en misschien deze informatie verbinden met de omstandigheden die heersten op het moment dat de planeet werd gevormd, " zei hij. "De startconditie is een belangrijke factor in het feit dat de aarde de planeet wordt die we kennen."