|
Een kernreactie diep in de aarde genereert warmte die
vulkanen doet uitbarsten. Deze afwijkende hypothese
durfden de gerenommeerde tijdschriften niet aan.
Hanauma Bay, Hawaii, is een snorkelparadijs. Het
bijzonder vulkanisch gesteente komt mogelijk uit een
kernreactor 3.000 meter diep.
Rotterdam, 22 mei. Diep in de aarde, langs de buitenkant
van de aardkern, ligt een natuurlijke kernreactor
verscholen die duizend keer krachtiger is dan de
grootste kerncentrale. Het uranium, de splijtstof die
nodig is voor deze reactie, ligt opgesloten in een laag
superzwaar gesteente van maximaal een paar honderd
kilometer dik. De splijtingsproducten van kernreacties
op circa drieduizend kilometer diepte kunnen de
afwijkende samenstelling verklaren van vloeibaar
gesteente dat aan het aardoppervlak komt op vulkanische
eilanden als Hawaii en Réunion en langs spreidingsruggen
op de oceaanbodem.
Rob de Meijer, emeritus hoogleraar nucleaire fysica aan
de Rijksuniversiteit Groningen en aardwetenschapper Wim
van Westrenen (VU Amsterdam) publiceren deze
opmerkelijke hypothese in een artikel dat binnenkort
verschijnt in het South African Journal of Science.
„Een relatief obscuur tijdschrift”, erkent Van Westrenen.
„Maar we zagen geen andere mogelijkheid. Als je een
kernreactor in de aarde veronderstelt, dan kan dat
verregaande consequenties hebben.
„Wij denken dat een uit de hand gelopen kernreactie in
het binnenste van de aarde 4,5 miljard jaar geleden kan
hebben geleid tot het ontstaan van de maan. We hebben
daarover een artikel aangeboden aan Nature en daarna aan
Geophysical Research Letters, maar de referenten
vonden het te veel ineens. Onze ideeën zingen nu rond en
het leek ons verstandig om ten minste een deel ervan te
publiceren voordat iemand anders ermee op de loop gaat.”
Pikant: maandag besteedde Nature op haar website
aandacht aan de Nederlandse studie waarvoor haar
wetenschappelijke referenten eerder de neus ophaalden.
Gebergte
Van Westrenen stelt zich het gesteente met de splijtstof
voor als een ‘gebergte’ op de buitenkern van de aarde.
De bergtoppen steken in de diepe mantel omhoog. De diepe
mantel is de circa 3.000 kilometer dikke aardlaag tussen
de aardkern en de buitenste laag: de aardkorst.
Bekend is dat instabiele elementen in de aardmantel
vervallen en warmte produceren. Dit proces is een
belangrijke motor achter de stromen van opwarmend en
afkoelend gesteente in de aardmantel en uiteindelijk
vulkanisme. Een echte kernreactie gaat verder en kan
ontstaan als voldoende van de kerndeeltjes die vrijkomen
uit een radioactief element als uranium of thorium
andere kernen raken en een kettingreactie veroorzaken.
Dat natuurlijke kernreacties op aarde kunnen ontstaan,
was bekend. In Gabon zijn resten gevonden van een twee
miljard jaar oude natuurlijke kernreactor. Dat de
metalen kern van de aarde een kernreactor zou herbergen,
is in de jaren tachtig al geopperd door de Amerikaan
Marvin Herndon, maar Van Westrenen is daar sceptisch
over. „De aardkern bestaat uit ijzer en nikkel. Een
radioactief element als uranium lost daarin niet
makkelijk op.”
De Nederlanders hebben uitgerekend hoeveel uranium past
in gesteente op zeer grote diepte.
Calciumsilicaatperovskiet, één van de mineralen die
onder hoge druk ontstaan, zou in zijn kristalstructuur
zoveel uranium op kunnen nemen dat de voor een
kernreactie benodigde kritische massa ontstaat.
Verborgen
Een diepe kernreactor zou de hoge concentratie kunnen
verklaren van varianten van elementen als xenon en
helium in vulkanische gesteenten als basalt. Van
Westrenen: „Uit een studie in Science uit 2005
blijkt dat uitvloeiingsgesteenten als basalt, die hun
oorsprong in de aardmantel vinden, minder zeldzame
aardmetalen bevatten als neodymium, en ook minder
uranium dan meteorieten die we op aarde vinden. Omdat
geologen ervan uitgaan dat de aarde en meteorieten – net
als de rest van ons zonnestelsel – uit hetzelfde
materiaal bestaan, moet de rest ergens in een aards
reservoir verborgen zitten.”
De laag zwaar gesteente met de kernreactor zou dat diepe
reservoir kunnen zijn en meteen verklaren waarom
varianten van xenon en helium in vulkanisch gesteente
wél in ruime mate aanwezig zijn. Deze isotopen zijn
precies de splijtingsproducten die vrijkomen bij
kernreacties met thorium en uranium.
Of de hypothese standhoudt, zal duidelijk worden als
wetenschappers meer te weten komen over de herkomst van
anti-neutrino’s, deeltjes die bij kernreacties vrijkomen.
Met een detector in Japan is in 2005 voor het eerst
vastgesteld dat deze deeltjes niet alleen ontstaan in
het heelal, maar ook in de aarde. De Meijer werkt aan
een proefopstelling voor een reeks detectoren waarmee
hij het bestaan van de diepe kernreactor uiteindelijk
zou kunnen bewijzen.
|
