Dve obrovské štruktúry skryté hlboko v Zemi potichu menia magnetické pole planéty už milióny rokov
Výskumníci odhalili, že hlboko pod povrchom Zeme existujú dve anomálie, ktoré majú vplyv na magnetické pole a ovplyvňujú ho.
O vnútorných vrstvách Zeme vieme paradoxne menej než o vzdialených planétach. Kým sondy sa dostali miliardy kilometrov do vesmíru, najhlbší vrt na Zemi skončil niečo málo cez 12 kilometrov pod povrchom. Práve preto má každý nový pohľad do hĺbok planéty mimoriadnu váhu. Najnovší výskum teraz ukázal, že dve obrovské horúce štruktúry ukryté takmer 2 900 kilometrov pod Afrikou a Tichým oceánom ovplyvňujú správanie zemského magnetického poľa už stovky miliónov rokov.
Štúdia publikovaná v časopise Nature Geoscience, ktorú viedol tím z University of Liverpool, priniesla dôkazy, že tieto kontinentálne veľké bloky extrémne horúcej horniny na dne zemského plášťa zasahujú do dynamiky tekutého jadra pod nimi. Práve pohyb tekutého železa vo vonkajšom jadre vytvára magnetické pole Zeme, proces známy ako geodynamo.
Vedci skombinovali paleomagnetické údaje zachované v horninách s rozsiahlymi počítačovými simuláciami. Cieľom bolo overiť, či sa dá správanie magnetického poľa za posledných 265 miliónov rokov vysvetliť len pohybom jadra, alebo či do hry vstupuje aj plášť. Výsledky ukázali, že bez započítania týchto horúcich štruktúr modely jednoducho nesedeli.
Čo je to za zvláštny materiál?
Simulácie odhalili, že rozhranie medzi plášťom a jadrom nemá rovnomernú teplotu. Naopak, existujú tam výrazné tepelné kontrasty. Nad horúcimi oblasťami sa tekuté železo pohybuje pomalšie a miestami dokonca stagnuje, zatiaľ čo pod chladnejšími regiónmi prúdi oveľa dynamickejšie. Podľa vedcov práve tento rozdiel formoval magnetické pole v dlhých časových mierkach.
„Naše výsledky naznačujú, že pod horúcimi oblasťami plášťa sa tekuté železo v jadre správa odlišne než inde, čo ovplyvňuje podobu magnetického poľa v priebehu stoviek miliónov rokov,“ hovorí profesor Andy Biggin z University of Liverpool.
Otvorená však zostáva otázka, odkiaľ tieto dve obrovské masy vlastne pochádzajú. Jedna z najodvážnejších hypotéz tvrdí, že nejde o pôvodný materiál Zeme. Pred viac než štyrmi miliardami rokov mala do mladej planéty naraziť planéta veľkosti Marsu, známa ako Theia. Z tohto nárazu vznikol Mesiac, no časť materiálu „votrelca“ mohla prežiť a klesnúť až na dno plášťa. Simulácie naznačili, že hustejší, železom bohatý materiál by sa tam dokázal udržať po celé geologické veky.
Neprehliadni
Tieto štruktúry pritom neovplyvňujú len hlbokú minulosť. Jedným z možných dôsledkov ich existencie je aj Juhoatlantická anomália, oblasť nad južným Atlantikom, kde je magnetické pole výrazne slabšie. Satelity tam častejšie zaznamenávajú poruchy a elektronika čelí vyššej dávke kozmického žiarenia. Vedci predpokladajú, že africký horúci blok narúša prúdenie jadra natoľko, že magnetický štít v tejto oblasti slabne.
Zároveň ide o oblasti, z ktorých smerom k povrchu vystupujú plášťové chocholy, prúdy horúcej horniny, ktoré vytvárajú dlhodobé sopečné systémy. Havajské ostrovy či Island vznikli práve vďaka týmto procesom. Výskum tak ukazuje, že vnútro Zeme funguje ako prepojený systém, kde jedna hlboká štruktúra ovplyvňuje sopky, magnetické pole aj ochranu planéty pred kozmickým žiarením.
Zmeny v našom chápaní magnetického poľa
Dôležitý technický detail sa týka predstavy magnetického poľa ako ideálneho tyčového magnetu. Táto zjednodušená predstava sa dlhé roky používala pri rekonštrukciách minulosti Zeme. Nové výsledky však naznačujú, že magnetické pole sa správalo asymetricky aj v dlhodobom priemere. Ak horúce masy deformovali prúdenie jadra, magnetické póly sa mohli pohybovať inak, než sa predpokladalo.
To má dopad na paleoklimatológiu, geológiu aj rekonštrukcie pohybu kontinentov. Mnohé modely klímy, vývoja biosféry či vzniku nerastných surovín totiž vychádzali z predpokladu stabilného magnetického poľa.
„Záznamy starého magnetického poľa nám umožňujú lepšie pochopiť nielen dynamiku hlbokého vnútra Zeme, ale aj jeho dlhodobo stabilné vlastnosti,“ dodáva Biggin.
Výskum z Liverpoolu tak nepriniesol jednoduché vysvetlenie, ale ukázal, že aj po miliardách rokov zostáva Zem planétou, ktorej vnútorné procesy dokážu prekvapiť a ovplyvniť svet na povrchu spôsobmi, ktoré si ešte len začíname uvedomovať.
