De gesmolten kern van de aarde lekt misschien ijzer, volgens onderzoekers die analyseerden hoe ijzer zich in onze planeet gedraagt.

De grens tussen de vloeibare ijzerkern en de rotsmantel ligt op ongeveer 1, 800 mijl (2, 900 km) onder het aardoppervlak. Bij deze overgang de temperatuur daalt met meer dan duizend graden van de hetere kern naar de koelere mantel.

De nieuwe studie suggereert dat zwaardere ijzerisotopen migreren naar lagere temperaturen - en in de mantel - terwijl lichtere ijzerisotopen terug naar de kern circuleren. (Isotopen van hetzelfde element hebben verschillende aantallen neutronen, waardoor ze iets verschillende massa's krijgen.) Dit effect kan ertoe leiden dat kernmateriaal dat de onderste mantel infiltreert, wordt verrijkt met zware ijzerisotopen.

"Als het goed is, dit staat om ons begrip van kern-mantel interactie te verbeteren, " zei Charles Lesher, hoofdauteur, emeritus hoogleraar geologie aan UC Davis en hoogleraar aardsysteempetrologie aan de Universiteit van Aarhus in Denemarken.

Het begrijpen van de fysieke processen die aan de kern-mantelgrens werken, is belangrijk voor het interpreteren van seismische beelden van de diepe mantel, evenals het modelleren van de mate van chemische en thermische overdracht tussen de diepe aarde en het oppervlak van onze planeet, zei Lesher.

Lesher en zijn collega's analyseerden hoe ijzerisotopen bewegen tussen gebieden met verschillende temperaturen tijdens experimenten die onder hoge temperatuur en druk werden uitgevoerd. Hun bevindingen kunnen verklaren waarom er meer zware ijzerisotopen zijn in mantelgesteenten dan in chondrietmeteorieten, het oermateriaal uit het vroege zonnestelsel, zei Lesher.

"Als het waar is, de resultaten suggereren dat ijzer uit de kern al miljarden jaren in de mantel lekt, " hij zei.

Computersimulaties uitgevoerd door het onderzoeksteam tonen aan dat dit kernmateriaal zelfs de oppervlakte kan bereiken, gemengd met en vervoerd door hete, opwellende mantelpluimen. Sommige lava's die zijn uitgebarsten op oceanische hotspots zoals Samoa en Hawaï, zijn verrijkt met zware ijzerisotopen, die Lesher en het team voorstellen, kan een handtekening zijn van een lekkende kern.

De studie werd op 6 april gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Geowetenschappen .