Mercurius en de Maan krimpen, maar hoe zit het met de Aarde? Begrijp het fenomeen

Als een natuurlijk onderdeel van de geologische evolutie van hemellichamen, krimpen ze allemaal . Dit gebeurt hoofdzakelijk door de geleidelijke afkoeling van hun kernen. Afhankelijk van hun eigenschappen kan dit tot miljarden jaren duren.

Dit proces is universeel voor alle hemellichamen met een vaste of halfvaste structuur, die voldoende interne warmte hebben om in de loop van de tijd significante veranderingen in hun structuur teweeg te brengen.

Bij hun ‘geboorte’ zijn planeten en manen extreem heet vanwege de accretiewarmte (vorming) en het verval van hun radioactieve elementen. Maar na verloop van tijd verdwijnt deze interne warmte naar de ruimte, en wanneer materialen afkoelen, hebben ze de neiging om te krimpen.

Het is logisch dat de aard van de materialen waaruit het hemellichaam bestaat, dit proces beïnvloedt. Daarom zijn planeten met een grote metalen kern, zoals Mercurius , gevoeliger voor deze krimp. Wanneer Mercurius afkoelt, krimpt metaal namelijk meer dan rotsen.

Er zijn nog andere voorbeelden van volumereducties in het zonnestelsel, zoals onze Maan, maar ook satellieten van gasplaneten. Zelfs dode sterren, zoals sommige witte dwergen, krimpen wanneer ze afkoelen.

Maar hoe zit het met de Aarde? Het antwoord is ja: onze planeet koelt af en hoewel hij kleiner is dan Mercurius, heeft hij ook een vaste kern die voor 85% uit ijzer bestaat. Er zijn echter een aantal eigenschappen die ervoor zorgen dat het afkoelen, en dus ook het krimpen, iets langzamer verloopt. Kijk maar eens.

Hoe krimpt Mercurius?

Meer dan 50 jaar geleden ontdekten wetenschappers dat Mercurius krimpt. Het eerste bewijs werd ontdekt door de Mariner 10-missie van NASA, die in 1974 en 1975 over de planeet vloog en "lobvormige steile rotswanden" ontdekte.

Deze landvormen zijn steile, klifachtige hellingen, tot drie kilometer hoog en honderden kilometers lang. De vorm is gebogen en onregelmatig, alsof het lobben of kronkelende golven zijn.

In een artikel voor The Conversation legt professor David Rothery van de Open Universiteit uit dat naarmate het binnenste van Mercurius kleiner wordt, het oppervlak steeds minder oppervlakte heeft om te bedekken.

"Dit is te vergelijken met de rimpels die zich in een appel vormen naarmate die ouder wordt, met dit verschil dat een appel krimpt omdat hij uitdroogt, terwijl Mercurius krimpt vanwege thermische krimp van het binnenste", vergelijkt de planetaire geowetenschapper.

Hoewel de temperatuur aan het oppervlak overdag oploopt tot 430°C, kan de relatief dunne rotslaag (mantel en korst) zich niet aanpassen aan de krimp van de metallische kern, omdat de kern groot is en 80% van het planeetvolume beslaat .

Het ruimtevaartuig Messenger van NASA, dat van 2011 tot 2015 in een baan om de dichtstbijzijnde planeet bij de zon draaide, toonde aan dat Mercurius sinds zijn ontstaan ​​4,5 miljard jaar geleden met ongeveer zeven kilometer is gekrompen .

De maan krimpt ook

Dat de maan krimpt, werd in 2010 bekendgemaakt door astronomen van het National Air and Space Museum (NASM) van het Smithsonian Institution. Ook maakten ze foto's van gelobde rotswanden, gemaakt door camera's aan boord van Apollo 15, 16 en 17, bekend.

Ze werden vergeleken met 14 nieuwe rotsformaties die in 2019 door camera's op NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter werden ontdekt. ​​De nieuwe formaties lieten zien dat de structuren zich niet beperkten tot alleen de maanevenaar, zoals te zien is op de Apollo-foto's.

In een verklaring destijds merkte planetoloog Tom Watters van NASM op dat "een van de opmerkelijke aspecten van maanschichten hun ogenschijnlijk jonge leeftijd is."

De zogenoemde ‘schokbreuken’, geologische structuren die ontstaan ​​wanneer een stuk rots met geweld over een ander stuk wordt geduwd, hebben in het recente verleden geleid tot een geschatte wereldwijde krimp van het maanoppervlak van ongeveer 100 meter, aldus Watters.

Hij analyseerde ook acht maanbevingen die in 2019 plaatsvonden en concludeerde dat ze werden veroorzaakt door nog steeds actieve breuklijnen, die mogelijk "nu nog maanbevingen veroorzaken , omdat de maan geleidelijk blijft afkoelen en krimpen ."

Hoe zit het met de Aarde? 'Hoe krimpen we?'

In tegenstelling tot Mercurius, die een extreem dunne atmosfeer heeft, en de Maan, die vrijwel geen atmosfeer heeft, heeft de Aarde een dikkere gaslaag. Het helpt om materiaal op te vangen dat uit de ruimte valt en de ontsnapping van lichte gassen, zoals waterstof en helium, te beperken.

Hoewel veel grote meteoren bij binnenkomst in de atmosfeer verbranden, wordt geschat dat jaarlijks ongeveer 40.000 ton aan ruimtestof en -deeltjes de aarde bereiken.

Dit volume wordt echter als onbeduidend beschouwd in vergelijking met de hoeveelheid gas die in de loop van de tijd uit de atmosfeer de ruimte in ontsnapt. Met andere woorden: ondanks de toename van extern materiaal verliest de Aarde voortdurend massa.

Volgens wetenschapscommunicator Chris Smith "hebben natuurkundigen aangetoond dat de aarde ongeveer drie kilo waterstofgas per seconde verliest. Dat is ongeveer 95.000 ton waterstof die de planeet jaarlijks verliest", legt de microbioloog uit aan de BBC.

Bij zijn analyse van de factoren die daadwerkelijk van invloed zijn op de massa van de aarde, gaat Smith ervan uit dat de aardkern enerzijds energie verliest doordat deze afkoelt en dat de aarde anderzijds warmte opneemt door het broeikaseffect en klimaatverandering.

Al met al resulteert dit in een jaarlijks verlies van 50 duizend ton massa. Dat lijkt misschien veel, maar vergeleken met de massa van de planeet is dat erg weinig. Het vertegenwoordigt namelijk slechts 0,0000000000000000001% van het totaal.

Wat de omvang betreft, hebben wetenschappers van de NASA een reeks technieken gebruikt, waaronder satellietlasermetingen met een precisie van enkele millimeters.

De resultaten schatten dat de gemiddelde verandering in de straal van de aarde gelijk is aan 0,1 millimeter per jaar. Dat is vergelijkbaar met de dikte van een menselijke haar, wat in de praktijk als verwaarloosbaar wordt beschouwd.

Welke invloed heeft de zon op de aarde? NASA maakt eerste resultaten van onderzoek bekend