Zemské jádro je pevné, ale elastické. Objevil se první důkaz

- Příroda autor: Ladislav Loukota

Ačkoliv je zemské jádro ukryté pod našima nohama, jeho poznání se doposud vzpíralo známým možnostem vědy. S nadsázkou lze říct, že více toho víme o povrchu Pluta, než kolik je potvrzeno o fungování pozemského jádra. Důvod tohoto rozporu je prostý - Pluto můžeme pozorovat z prolétající sondy, zatímco dostat se do jádra je o poznání náročnější i rizikovější. Nová práce chorvatsko-australského geofyzika Hrvoje Tkalčiče však přišla s možností nepřímé detekce projevů jádra - a podařilo se jí tak prokázat, že zemské jádro je skutečně pevné.

Útroby planety Země

Útroby planety Země,zdroj: Victoria Museum

Geologové a geofyzikové samozřejmě o pozemském jádru činili již dříve celou řadu předpokladů za použití jiných nepřímých pozorovacích metod. Ačkoliv jádro přímo nevidíme a nejhlubší vrty se dostaly sotva na úroveň zemské kúry, existence jádra má celou řadu projevů, z nichž lze velmi dobře odhadnout, co se uvnitř Země ukrývá.

První na ráně je aktivní vulkanismus, z něhož lze velmi snadno odečíst, že zemské jádro je stále žhavé a aktivní. Žhavá hornina tryskající ze sopek zkrátka nedává mnoho jiných možností interpretace. Hustotu vnitřních struktur lze rovněž měřit skrze různou rychlost šíření seizmických vln. Podobně můžeme i z existence magnetosféry chránící Zemi před řadou kosmických částic tušit, že rozdíl v rotaci vnitřního a vnější jádra jako gigantické dynamo generuje kolem Země magnetické pole.

Existující modely tak mají o kompozici jádra velmi dobré představy. Vyplývá z nich, že zemské jádro se skládá z vnitřní a vnitřní části - vnější je stále tekutá, vnitřní již zřejmě ztuhla. Stalo se tak před 500 miliony až dvěma miliardami let a od té doby se pevná část vnitřního jádra stále pomalu rozšiřuje do tekuté vnější části.

Náznaky toho, že vnitřní jádro je pevné, vlastně objevila v seizmických vlnách již dánská seizmoložka Inge Lehmannová v roce 1936. Stále šlo však o predikci bez skutečného přímého důkazu. Jedním z podobných odhadů je tak i idea, že vnitřní jádro je složeno především ze ztuhlého, pevného kompozitu železa a niklu.

Rozdíl výsledků

Tkalčić ovšem ve spolupráci s kolegou Phạm Thành Sơnem přinesl přímý doklad existence pevného jádra v podobě seizmických J vln, jejichž vznik byl teoreticky predikován v právě ve vnitřním jádru. Kvůli relativní neaktivnosti vnitřní části jádra však J vlny měly být také velmi slabé - v šumu dalších seizmických vln bylo proto jejich detekování považováno za prakticky nemožné.

Spíše než jejich přímé vyhledání uvnitř záznamů seizmografů proto Tkalčić identifikoval J vlny díky rozdílu ve dvou odlišných seizmografech - oba zaznamenaly silné seizmické vlny po dvojici významných zemětřeseních. Skrze korelaci smykových vln vznikajících při průchodu pevným objektem takto mohl detekovat rychlost cestování J vln vnitřkem planety. Ta dle dat činí 3,42 ± 0,02 kilometru za sekundu na hranici vnitřního jádra a 3,58 ± 0,02 km/s v centru planety.

To je spolu s dalšími daty o 2,5 procenta méně, než odhadovaly starší údaje. O čem to svědčí?

"Odhalili jsme, že vnitřní jádro je skutečné pevné, ale také o něco měkčí, než jsme si dříve mysleli," sdělil k výzkumu Tkalčić, "Ukázalo se - pokud jsou naše výsledky správné - že vnitřní jádro má jisté elastické vlastnosti podobné zlatu a platině." Jak Tkalčić dodal, díky tomu, že je vnitřní jádro jakousi časovou kapslí, pomocí jeho dalšího studia můžeme přesněji postulovat způsob, jakým Země vznikala a jak se v průběhu věků geologicky vyvíjela.

Vzhledem k tomu, že právě v jádru vzniká geomagnetické pole, jeho poznání je významné i pro další určování možnosti života na planetárním povrchu.

Spíše než důkaz toho, co se díky Inge Lehmannové tušilo již po víc než 80 let, je tak pravděpodobná detekce J vln především novým potenciálním nástrojem geofyziků v provádění dalších měření a zpřesňování existujících modelů útrob naší planety.

Jako obvykle bude Tkalčićovu práci ještě třeba potvrdit nezávislými týmy, což zabere čas a může také nakonec zjištění vyvrátit. Alespoň prozatím se však zdá, že geologie právě mohla dostat do svého repertoáru nový užitečný nástroj, který povede k celé řadě dalších objevů.

Celá studie byla publikována v časopisu Science

Tagy: Planeta Země fyzika geologie věda a poznání zemské jádro