Vědci nyní zjistili, že „pevné“vnitřní jádro Země může být ve skutečnosti trochu kašovité.
Více než půl století si vědecká komunita myslela, že vnitřní jádro Země je pevná koule ze stlačené slitiny železa obklopená tekutým vnějším jádrem. Ale nový výzkum, publikovaný 20. září v časopise Physics of the Earth and Planetary Interiors, naznačuje, že pevnost planetární koule se pohybuje od tvrdého přes poloměkký až po tekutý kov.
"Čím více se na to díváme, tím více si uvědomujeme, že to není jedna nudná kulička železa," řekla Live Science Jessica Irvingová, seismoložka z University of Bristol v Anglii, která se na studii nepodílela. "Nacházíme zcela nový skrytý svět."
Příbuzný: 50 zajímavých faktů o Zemi
V některých ohledech zůstává vnitřní jádro Země stejně záhadné, jako když Jules Verne v roce 1864 publikoval svou fantazijní „Cestu do středu Země“. Přestože vědci od 50. let 20. století věděli, že naše planeta není dutá, jak Verne předpovídal, nitro planety je stále neprozkoumané; obrovské teplo a tlak jsou prostě příliš velké na to, aby tam mohla cestovat jakákoliv člověkem nebo člověkem vyrobená sonda. "Pokud se s naší planetou nestane něco hrozného, nikdy nebudeme mít přímé pozorování zemského jádra," řekl Irving.
Místo toho se geofyzici spoléhají na seismické vlny generované zemětřesením. Měřením těchto masivních vibrací mohou vědci rekonstruovat obraz vnitřního fungování planety způsobem, který je „podobný CT skenování člověka,“řekl Irving. Tyto vlny přicházejí ve dvou hlavních příchutích: přímé kompresní vlny a zvlněné střižné vlny. Každá vlna se může zrychlit, zpomalit nebo se odrazit od různých médií, když prochází zemí.
Pro Rhetta Butlera, geofyzika z Havajského institutu geofyziky a planetologie, nová studie začala jako otázka neshodných čísel. Butler sledoval, jak seismické vlny vytvořené velkými zemětřeseními na pěti různých místech procházejí zemským jádrem na přesně opačnou stranu zeměkoule. Ale něco nebylo v pořádku - střižné vlny zemětřesení, které měly procházet pevnou kovovou koulí, se místo toho v určitých oblastech odkláněly.
Čísla Butlera překvapila. Věděl, že matematika seismických vln je správná, což mohlo znamenat jediné: Vědci měli špatně strukturu. "Když jste v této branži, musíte porovnat data," řekl. Butler a jeho spoluautor tedy přehodnotili svůj základní předpoklad, že vnitřní jádro Země je po celou dobu pevné. Zjistili, že vlny, které pozorovali, fungovaly, pokud jádro nemělo místo pevné koule kapsy kapalného a "kašovitého" polotuhého železa poblíž svého povrchu.
Rozsah konzistencí železa byl podle Butlera obzvláště nápadný. "Viděli jsme důkazy, že nejen že to není všude měkké, ale na některých místech je to opravdu tvrdé," řekl. "Má tvrdé povrchy přímo proti roztavenému nebo kašovitému železu. Takže ve vnitřním jádru vidíme spoustu detailů, které jsme předtím neviděli."
Tento výzkum by mohl potenciálně změnit naše chápání magnetického pole Země. Zatímco vířící kapalné vnější jádro pohání magnetické pole naší planety, vnitřní jádro pomáhá pole modifikovat, podle výzkumu zveřejněného v roce 2019 v časopise Science Advances. Jiné planety, jako Mars, mají podle výzkumu NASA tekutý střed, ale postrádají vnitřní jádro i magnetické pole. Butler a Irving proto věří, že hlubší pochopení vnitřního jádra pomůže vědcům porozumět vztahu mezi vnitřkem planety a její magnetickou aktivitou.
Vědci nyní zjistili, že „pevné“vnitřní jádro Země může být ve skutečnosti trochu kašovité.
Více než půl století si vědecká komunita myslela, že vnitřní jádro Země je pevná koule ze stlačené slitiny železa obklopená tekutým vnějším jádrem. Ale nový výzkum, publikovaný 20. září v časopise Physics of the Earth and Planetary Interiors, naznačuje, že pevnost planetární koule se pohybuje od tvrdého přes poloměkký až po tekutý kov.
"Čím více se na to díváme, tím více si uvědomujeme, že to není jedna nudná kulička železa," řekla Live Science Jessica Irvingová, seismoložka z University of Bristol v Anglii, která se na studii nepodílela. "Nacházíme zcela nový skrytý svět."
Příbuzný: 50 zajímavých faktů o Zemi
V některých ohledech zůstává vnitřní jádro Země stejně záhadné, jako když Jules Verne v roce 1864 publikoval svou fantazijní „Cestu do středu Země“. Přestože vědci od 50. let 20. století věděli, že naše planeta není dutá, jak Verne předpovídal, nitro planety je stále neprozkoumané; obrovské teplo a tlak jsou prostě příliš velké na to, aby tam mohla cestovat jakákoliv člověkem nebo člověkem vyrobená sonda. "Pokud se s naší planetou nestane něco hrozného, nikdy nebudeme mít přímé pozorování zemského jádra," řekl Irving.
Místo toho se geofyzici spoléhají na seismické vlny generované zemětřesením. Měřením těchto masivních vibrací mohou vědci rekonstruovat obraz vnitřního fungování planety způsobem, který je „podobný CT skenování člověka,“řekl Irving. Tyto vlny přicházejí ve dvou hlavních příchutích: přímé kompresní vlny a zvlněné střižné vlny. Každá vlna se může zrychlit, zpomalit nebo se odrazit od různých médií, když prochází zemí.
Pro Rhetta Butlera, geofyzika z Havajského institutu geofyziky a planetologie, nová studie začala jako otázka neshodných čísel. Butler sledoval, jak seismické vlny vytvořené velkými zemětřeseními na pěti různých místech procházejí zemským jádrem na přesně opačnou stranu zeměkoule. Ale něco nebylo v pořádku - střižné vlny zemětřesení, které měly procházet pevnou kovovou koulí, se místo toho v určitých oblastech odkláněly.
Čísla Butlera překvapila. Věděl, že matematika seismických vln je správná, což mohlo znamenat jediné: Vědci měli špatně strukturu. "Když jste v této branži, musíte porovnat data," řekl. Butler a jeho spoluautor tedy přehodnotili svůj základní předpoklad, že vnitřní jádro Země je po celou dobu pevné. Zjistili, že vlny, které pozorovali, fungovaly, pokud jádro nemělo místo pevné koule kapsy kapalného a "kašovitého" polotuhého železa poblíž svého povrchu.
Rozsah konzistencí železa byl podle Butlera obzvláště nápadný. "Viděli jsme důkazy, že nejen že to není všude měkké, ale na některých místech je to opravdu tvrdé," řekl. "Má tvrdé povrchy přímo proti roztavenému nebo kašovitému železu. Takže ve vnitřním jádru vidíme spoustu detailů, které jsme předtím neviděli."
Tento výzkum by mohl potenciálně změnit naše chápání magnetického pole Země. Zatímco vířící kapalné vnější jádro pohání magnetické pole naší planety, vnitřní jádro pomáhá pole modifikovat, podle výzkumu zveřejněného v roce 2019 v časopise Science Advances. Jiné planety, jako Mars, mají podle výzkumu NASA tekutý střed, ale postrádají vnitřní jádro i magnetické pole. Butler a Irving proto věří, že hlubší pochopení vnitřního jádra pomůže vědcům porozumět vztahu mezi vnitřkem planety a její magnetickou aktivitou.
