Diep onder onze voeten ligt de buitenkern van de aarde, een vloeibare laag met een dikte van meer dan tweeduizend kilometer. Deze superhete structuur, ingeklemd tussen de aardmantel en de vaste binnenkern, bestaat uit gesmolten metaal zoals ijzer en nikkel.

Seismische golven, gemeten bij aardbevingen en vulkaanactiviteiten, hebben wetenschappers informatie verschaft over de inwendige structuur van onze planeet. Maar de beweging van deze akoestische golven is sterk afhankelijk van de eigenschappen van het medium en de diepte van hun oorsprong, waardoor een beperking wordt gesteld aan hoeveel informatie seismologen kunnen verkrijgen door middel van seismische waarnemingen.

In een recent rapport beschreven wetenschappers van de Universiteit van Tokio hun simulatie van het middelpunt van de aarde met behulp van een diamanten aambeeld. Voor het eerst in de geschiedenis werd een klein monster van vloeibaar ijzer samengeperst en onder ultrahoge druk en temperatuur gedurende een aanzienlijke periode in een laboratoriumomgeving gehouden.

De Japanse onderzoekers onderzochten het ijzermonster met een sterk gefocuste synchrotron röntgenbron en maten de dichtheid ervan. Zij ontdekten dat het samengeperste vloeibare ijzerexemplaar ongeveer 8% dichter is dan de buitenkern, waarvan de dichtheid op grond van eerdere studies was geschat. Dit bewijs suggereert dat de gesmolten buitenkern waarschijnlijk lichtere elementen bevat die nog niet zijn geïdentificeerd.

De nieuwe bevinding betreffende de samenstelling van de kern zou belangrijke implicaties kunnen hebben voor de beweging ervan. Door de combinatie van aambeeldmeting met wiskundige modellering vertegenwoordigt deze studie een geheel nieuwe benadering om de inwendige structuur van de aarde te onderzoeken en verbetert zij ons begrip van wat zich onder haar oppervlak bevindt.

Deze studie is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.