ZWARE ELEMENTEN


 

Goud is afkomstig van botsende neutronensterren

7 september 2011
Max-Planck Institut für Astronomie

Computersimulaties van onderzoekers van het Max-Planck-Institut für Astrophysik laten zien wat de meest waarschijnlijke bron is van de zwaarste elementen in het heelal, zoals lood en goud. Deze elementen zijn waarschijnlijk ontstaan uit de materie die vrijkomt als twee neutronensterren met elkaar in botsing komen.

De meeste zware elementen zijn gevormd bij kernreacties in sterren. Maar uit deze reacties kunnen geen elementen zwaarder dan ijzer voortkomen. Om lood of goud te maken, moeten atoomkernen worden bestookt met grote aantallen neutronen.

De vraag was wáár in het heelal de juiste omstandigheden voor dit proces te vinden zijn. Aanvankelijk werd gedacht supernova-explosies de meest waarschijnlijke bron van deze elementen waren, maar latere modellen trokken dat in twijfel. De nieuwe computersimulaties wijzen erop dat botsingen tussen neutronensterren het ontstaan van zware elementen beter kunnen verklaren.

Neutronensterren zijn de uiterst compacte restanten van zware sterren die als supernova zijn ontploft. Waar twee zware sterren een dubbelster hebben gevormd, kunnen dus twee om elkaar heen wentelende neutronensterren overblijven. In de loop van de miljoenen jaren spiralen deze naar elkaar toe, wat uiteindelijk tot een botsing leidt.

Volgens de computersimulaties zijn de omstandigheden in de relatief kleine hoeveelheid materie die daarbij vrijkomt heel geschikt voor de vorming van zware elementen. De hoeveelheden die uit de berekeningen komen, zijn ook in goede overeenstemming met de waargenomen hoeveelheden in het heelal.

© Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)

Links:

Meteorieten brachten goud naar de aarde

© Julian Baum/Take 27 Ltd De vroege aarde -artiestieke  impressie http://www.allesoversterrenkunde.nl/nieuws/4783-Meteorieten-brachten-goud-naar-de-aarde.html

Het kost wetenschappers al moeite genoeg om het ontstaan van goud en andere zware elementen in het heelal te verklaren. Maar er is nóg een probleem: hoe is dat goud in de aardkorst terechtgekomen?.Gedacht wordt dat het vier miljard jaar geleden is afgeleverd door grote aantallen meteorieten, tijdens hetzelfde bombardement dat ook veel kraters op de maan achterliet. Onderzoek door wetenschappers van de universiteiten van Bristol en Oxford lijkt dat idee te bevestigen (Nature, 8 september).

De aardkorst zou eigenlijk geen zware metalen mogen bevatten, omdat deze naar de kern zonken toen de aarde nog heet en vloeibaar was. De zware metalen in de aardkorst zouden dus een latere toevoeging moeten zijn, en het meteorietenbombardement lijkt de meest waarschijnlijke bron.

Het Britse onderzoek, waarbij de samenstelling van oud gesteente van Groenland is geanalyseerd, laat zien dat het inderdaad zo kan zijn gegaan. Hoewel het onderzochte gesteente 3,8 miljard jaar geleden naar boven kwam – ná de meteorietenregen dus – is het ontstaan uit 4,3 miljard jaar oud mantelmateriaal.

Uit de analyse van het gesteente blijkt dat de verhouding tussen verschillende isotopen van het element wolfraam ergens tussen die van latere korstgesteenten en die van meteorieten in ligt. Het is aannemelijk dat dit komt door een grote aanvoer van meteorieten.

 Rest alleen nog de vraag waarom deze oude gesteenten dan geen goud bevatten…

© Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)
 Links:

Vergulde aarde

Metalen regenden neer na stolling korst  Door: Joep Engels

 De aardkorst is rijk aan edele metalen als goud en platina. Te rijk eigenlijk: die metalen zouden allemaal in de aardkern moeten zijn opgeslagen. Tenzij meteorieten de aarde na haar vorming hebben voorzien van een extra laklaagje. Britse aardwetenschappers leveren nu bewijs voor deze verklaring.

In de eerste miljoenen jaren van haar bestaan was de aarde een kolkende massa. Door de zwaartekracht was het binnenste heet geworden, terwijl een voortdurend bombardement van ruimtestenen ook de buitenkant op temperatuur hield. Metalen smolten los van het gesteente en zonken naar de kern. De aardmantel werd een metaalarme schil.

Tenminste, dat is het idee. Er zitten echter meer metalen in de mantel dan deze theorie toestaat. Sommigen hebben daarom geopperd dat temperatuur en druk in de kern zo hoog waren dat de metaalstroom stokte.

Een andere, meer geaccepteerde verklaring luidt dat er zo’n vier miljard jaar geleden, toen de aarde zich min of meer gevormd had, nog een slotoffensief uit de ruimte kwam. Het materiaal van deze meteorieten zou dan niet meer tot de kern hebben kunnen doordringen maar zich juist als een dunne laag over het aardoppervlak hebben verspreid. Visuele bewijzen voor dat slotoffensief zijn er te over – zie de pokdalige maan. Maar was die ‘laklaag’ dik genoeg om de aanwezigheid van goud en platina in de aardmantel te verklaren?

Wolfraam en hafnium

Britse geofysici proberen deze vraag te beantwoorden door in de aardkorst en –mantel naar wolfraam te zoeken. Dit metaal is in de jonge aarde naar de kern afgedaald, maar het is ook later ontstaan als vervalproduct van hafnium, een metaal dat juist wel in de mantel bleef hangen.

Eigenlijk zit het nog iets subtieler: meteorieten bevatten vooral de wolfraam-isotoop W-184, terwijl in de aardmantel, door het verval van hafnium, de variant W-182 komt bovendrijven. Het zijn verschillen van niks, een verschuiving in de verhoudingen van één of twee atomen per tienduizend. Maar de Britten hebben dit met hun precisiemetingen weten te achterhalen. Gesteente uit West-Groenland – het oudste op aarde – bevatte naar verhouding meer W-182 dan het gemiddelde voor de aardmantel, schrijven ze in Nature. En wel precies zoveel meer dat daarmee de overdaad aan goud en platina in de aardmantel valt te verklaren.

Eind goed, al goed? Niet helemaal. In tweede instantie bleven er wat oneffenheden over. Het Groenlandse gesteente zou namelijk ook extra arm aan goud en al die andere zogeheten siderofiele metalen moeten zijn. En dat was het niet. De Britten speculeren daarom dat het slotbombardement stromingen in de mantel heeft teweeggebracht. Zodat het verdronken goud weer voor een deel kon komen bovendrijven.

Slotbombardement

De commentator doet er nog een schepje op. Misschien is het geen mooie, egale laklaag geworden, suggereert hij, en bestond het slotbombardement uit enkele grote inslagen die een vlekkerig patroon hebben achtergelaten.

Arie van den Berg, hoogleraar aardwetenschappen aan de Universiteit Utrecht, zucht eens diep bij dit geochemische geweld. Het verbaast hem dat Nature, dat pretendeert voor een breed wetenschappelijk publiek te schrijven, een artikel publiceert dat zelfs voor hem moeilijk te doorgronden is.

Hij waagt zich er maar niet aan om al die speculaties op waarde te schatten. ‘Maar het is wel duidelijk dat ze hebben aangetoond dat het Groenlandse gesteente nog het oermateriaal is waaruit ons zonnestelsel is opgebouwd.’ De echte geofysicus houdt van puur: voor hem hoeft zo’n gulden laklaagje niet.

MatthiasWillbold, Tim Elliott & Stephen Moorbath: The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment, in Nature van 8 september 2011

Zeldzame aardes  ./ Gigantische hoeveelheid belangrijke elementen gevonden bij Hawaii.       

Oudste diamant /Edelsteenflinters gooien beeld van helse aarde overhoop.

Crash vertelt aardgeschiedenis/ Genesissatelliet helpt begrijpen hoe de wereld gevormd werd.

Het oudste stukje aarde /Een flintertje zirkoon van 4,4 miljard jaar oud is het oudste stukje aarde op aarde.

Over tsjok45
Gepensioneerd . Improviserend jazzmuzikant . Instant composer. Jamsession fanaat Gentenaar in hart en nieren

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: