Jadro našej Zeme pripomína svojou textúrou „maslo“, hlási nový výskum: Správa sa inak, než sme doteraz predpokladali
Výskumníci v novej štúdii odhalili, že zemské jadro sa správa inak, než sa predpokladalo. Nové dáta ukazujú odlišnú kompozíciu, superiónický stav, pohyb atómov uhlíka a dopad na magnetické pole Zeme.
Hlboko pod našimi nohami sa deje niečo zvláštne, jadro Zeme sa správa inak, než si vedci doteraz mysleli. Nové štúdie naznačujú, že pevné jadro nie je úplne tvrdé, ale dokáže sa pohybovať a „prispôsobovať“ pod tlakom. To môže meniť naše chápanie, ako planéta funguje a chráni nás pred kozmickým žiarením, informuje portál Earth.
Seizmológovia desiatky rokov pozorovali, že šmykové vlny, tzv. S-vlny, prechádzajú vnútorným jadrom nezvyčajne pomaly. Podľa klasických fyzikálnych modelov by malo byť pevné železo pod takým tlakom extrémne tuhé. Tento rozpor sa nazýval „paradoxom nízkej šmykovej rýchlosti“. Nové experimenty teraz ukazujú, že zliatina železa a uhlíka môže byť pevná a pritom mäkšia, keď atómy uhlíka voľne putujú mriežkou, tzv. superiónický stav. Tento objav sa dá považovať za chýbajúci kúsok skladačky, ktorý paradox definitívne vysvetľuje.
Vedci zo Sichuan University testovali zliatiny železa s malým množstvom uhlíka a vystavili ich extrémnemu tlaku a teplote. Použili vysokorýchlostné nárazy, aby simulovali podmienky tisíce kilometrov pod povrchom.
„Pre prvýkrát sme ukázali, že zliatina železa a uhlíka pri podmienkach vnútorného jadra vykazuje výrazne nízku rýchlosť šmykových vĺn,“ povedal profesor Youjun Zhang.
Tajomstvá zemského jadra
V superiónickom stave zostávajú ťažké atómy železa pevne na svojom mieste, zatiaľ čo uhlík sa pohybuje medzi medzerami. Tento pohyb mení tuhosť materiálu a spomaľuje šmykové vlny až o 23 %.
Dôsledky nejdú len do seizmológie. Pohyblivé atómy uhlíka ovplyvňujú aj tepelnú vodivosť jadra, a tým aj rýchlosť, akou chladne. Súčasné odhady hovoria, že vnútorné jadro začalo tuhnúť pred 1 až 1,5 miliardami rokov, no nový model môže tento dátum posunúť. To má priamy vplyv na históriu zemského magnetizmu a jeho stabilitu.
Neprehliadni
Zemský magnetizmus je pre nás životne dôležitý, pretože tvorí obrovský neviditeľný štít proti slnečnému vetru a kozmickému žiareniu. Bez neho by častice zo Slnka priamo bombardovali povrch, poškodili atmosféru a zvyšovali radiáciu, ktorá by ohrozovala život a technológie. Magnetické pole tiež umožňuje navigáciu živočíchom aj ľuďom a stabilizuje rotáciu planéty. Inými slovami, jeho existencia udržiava podmienky, v ktorých môže život na Zemi fungovať bezpečne a relatívne stabilne.
Superiónický stav vysvetľuje aj mechanizmus „samočistenia“ jadra. Keď železo tuhne a rastie vnútorné jadro, pohybujúce sa atómy uhlíka (a možno aj vodíka či kyslíka) sa postupne vyháňajú do tekutého vonkajšieho jadra. Tento proces funguje ako obrovský chemický motor, ktorý premiešava tekuté železo nad sebou a udržiava geodynamo, pohyb, ktorý generuje magnetické pole Zeme. Bez toho by sa vonkajšie jadro mohlo zastaviť a magnetický štít by slabol.
Lepšie pochopenie super-Zemí
Nie je to len o našej planéte. Väčšie skalnaté planéty, tzv. Super-Zeme, majú v jadrách ešte extrémnejšie tlaky. Vedci teraz predpokladajú, že superiónické stavy môžu byť vo vesmíre bežné. Zemské jadro tak slúži ako „laboratórium“ na pochopenie exoplanét, ktoré by mohli mať extrémne silné magnetické polia a potenciálne lepšie podmienky pre život.
Hoci Zem je jedinou planétou, o ktorej vieme, že na nej existuje život, vedci sa pohrávajú s myšlienkou, že nemusí byť „najlepším miestom“ pre život v celom vesmíre. Super-Zeme s extrémne silnými magnetickými poľami a hustými železnými jadrami by teoreticky mohli poskytovať ešte stabilnejšie podmienky, lepšiu ochranu pred kozmickým žiarením a dlhodobejšiu udržateľnosť atmosféry. Takéto planéty by mohli byť pre život potenciálne vhodnejšie, aj keď tam život zatiaľ ešte nikto neobjavil. Táto perspektíva posúva naše chápanie, že Zem je len jedným z možných laboratórií, kde život dokáže prežiť.
Štúdia ale uzatvára zistením, že naše vnútorné jadro je pevné, no pritom pružné, atómy uhlíka dokážu meniť štruktúru a ovplyvniť, ako vlny cestujú Zemou, a tým aj energiu, ktorá udržiava náš magnetický štít.
