Kristalstructuur van magnesiumperoxide.

Planeten die vanuit de verte op de Aarde lijken, kunnen chemisch zomaar heel anders zijn samengesteld. Misschien zitten ze wel vol magnesiumperoxide, suggereert een publicatie in Scientific Reports.

In onze aardmantel zijn magnesium en zuurstof eveneens de meest voorkomende elementen, maar daar vormen ze gewoon magnesiumoxide oftewel MgO. Dat oxide is uiterst stabiel, ook bij de hoge drukken en temperaturen die je binnenin een planeet mag verwachten.

Magnesiumperoxide oftewel MgO2 is veel minder bekend. In het lab kun je het synthetiseren uit magnesium en een grote overmaat zuurstof. Maar het is thermodynamisch instabiel: als je bij atmosferische druk de temperatuur verhoogt tot boven de 650 K, ontleedt het spontaan tot MgO en O2.

Het vermoeden bestond al dat MgO2 bij zeer hoge druk wél stabiel zou kunnen zijn, en onderzoekers van het Carnegie Institution in Washington DC hebben het nu experimenteel bevestigd. Ze persten MgO en O2 samen tussen twee stukken diamant, terwijl ze het verhitten met een laser. Met röntgendiffractie en Ramanspectrometrie kon worden bevestigd dat boven 2.150 K en 96 GPa inderdaad MgO2 ontstaat.

In het inwendige van een rotsachtige planeet haal je die waarden gemakkelijk. De onderzoekers stellen daarom dat verre planeten inderdaad vol MgO2 kunnen zitten, als er extreem veel zuurstof aanwezig was op het moment dat het zonnestelsel in kwestie ontstond.

En dat het zuurstofgehalte van zonnestelsels lang niet constant is, is al eerder door waarnemingen bevestigd.

Wat voor consequenties het heeft, is overigens niet duidelijk. De auteurs brengen het vooral als waarschuwing dat je heel erg moet uitkijken wanneer je van hier uit probeert te voorspellen hoe zo’n verre planeet chemisch in elkaar zit.

bron: Carnegie Institution

Onderwerpen