Článek
Vědci dlouho netušili, co přesně se odehrává tisíce kilometrů pod zemskou kůrou. Od roku 1936, kdy dánská seizmoložka Inge Lehmannová objevila vnitřní jádro, jsme žili v určité iluzi.
Nemáme tam pochopitelně přímý přístup. Žádná moderní sonda nedokáže provrtat tisíce kilometrů žhavé horniny a vířícího tekutého kovu. Jsme tak zcela odkázáni jen na nepřímé důkazy v podobě dozvuků obřích zlomů v zemské kůře. To, co však následovalo po analýze nejnovějších dat ze superpočítačů, nikdo nečekal. Zemské vnitřní jádro, o kterém jsme si celá desetiletí mysleli, že je dokonale pevnou a absolutně neměnnou sférou, předvádí podivný tanec. Zdá se, že se mění doslova před očima – a to v časovém měřítku lidských generací, nikoliv geologických eonů.
Záhada skrytá pod našima nohama
Zkusme si to živě představit. Kdesi hluboko dole, zhruba 5 000 kilometrů pod zemským povrchem, se nachází vnitřní jádro naší planety. Je to místo extrémních tlaků a teplot, které se bez problémů vyrovnají žáru na povrchu Slunce. Až donedávna jsme spokojeně žili v domnění, že tato gigantická železo-niklová sféra, pevně usazená v kapalném vnějším obalu, rotuje o něco rychleji než zbytek planety. V našich učebnicích tento proces fungoval jako dokonale promazaný, tichý a neměnný stroj.
Jenže pak přišel zlom, který otřásl celou geofyzikou. Analýzou seizmických vln z takzvaných „dvojitých zemětřesení“ výzkumníci z Univerzity Jižní Kalifornie (USC) zjistili něco zcela anomálního. Tato dvojitá zemětřesení představují unikátní jevy, při nichž dojde na stejném zlomu ke dvěma identickým otřesům, ovšem s odstupem mnoha let.
Když silná seizmická vlna projde Zemí naskrz, funguje vlastně jako gigantický rentgenový paprsek. Pokud by zemské jádro rotovalo neustále stejným tempem a zachovávalo si po staletí neměnný tvar, vlny ze dvou identických zemětřesení by na druhou stranu planety dorazily naprosto shodně – s přesností na milisekundu. Ale nedorazily. Jejich záznamy se v průběhu let začaly dramaticky rozcházet.
Vnitřní zemské jádro je velké zhruba jako Měsíc. Těsně ho obklopuje takzvané vnější jádro z tekutého železa a niklu, které se neustále přelévá a funguje jako obrovské dynamo generující naše životně důležité magnetické pole.
Bylo jasné, že se tam dole muselo něco zásadního změnit. První šok přišel v momentě, kdy se ukázalo, že jádro zpomaluje. Jeho rotace už nebyla rychlejší než rotace zemského pláště nad ním. Jádro planety začalo de facto „couvat“. Z pohledu pozorovatele na povrchu se zkrátka otáčí pomaleji. Znělo to neuvěřitelně, ale šlo pouze o začátek celého příběhu.
Šokující zjištění ze samého nitra
Vědci si zprvu mysleli, že mají vyhráno a záhada je vyřešena. Zpomalování rotace elegantně vysvětlovalo část tohoto fenoménu. Další datové modely a analýzy zveřejněné v prestižním časopise Nature Geoscience však brzy odhalily v této teorii obrovské trhliny. Ukázalo se totiž, že časové posuny a zkreslení seizmických vln neodpovídají pouhému zpomalení rotující hmoty. Něco tu zásadně nesedělo.
Když výzkumníci postupně vyloučili veškeré myslitelné chyby měření a podívali se na obrovský objem dat z jiného úhlu, dostavil se onen pověstný „aha moment“. Položili si totiž zásadní otázku: Co když problém nespočívá jen v samotné rychlosti, ale přímo ve fyzickém tvaru jádra?
Představte si, že jedete autem po známé dálnici. Pokud vůz před vámi začne náhle brzdit, dorazíte do cíle o něco později. To je jednoduchá fyzika. Co když se ale samotná dálnice začne před vámi divoce vlnit, tvoří se na ní výmoly a celé úseky se deformují? Čas vašeho příjezdu se okamžitě stane naprosto nepředvídatelným. A přesně to se stalo se seizmickými vlnami zkoumajícími střed Země.
Povrch vnitřního jádra zjevně není hladký a už vůbec ne dokonale pevný. Právě naopak! Ukazuje se, že hranice mezi pevným vnitřním a tekutým vnějším jádrem podléhá takzvané viskózní deformaci. Vnější okraje zemského jádra tak neustále mění svůj tvar.
Nejen brzda, ale i boule na planetárním setrvačníku
Právě v tomto bodě se naše po desetiletí budovaná představa o „pevné kuličce“ hroutí jako domeček z karet. K jasnějšímu pochopení tohoto masivního jevu nám skvěle poslouží další jednoduchá analogie ze světa motorů.
Představte si obrovský, extrémně těžký kovový setrvačník kdesi hluboko uvnitř složitého soukolí.
- Jako inženýři přirozeně očekáváte, že se tento díl bude hladce a plynule otáčet.
- Po pečlivém měření však zjistíte, že se nejen podivně zadrhává a zpomaluje svůj chod, ale navíc se na jeho vnějších okrajích tvoří zvláštní, asymetrické nerovnosti a „boule“.
Přesně takto nevyzpytatelně se nyní chová nitro naší domovské planety. Extrémní tlaky a divoké konvekční proudy v tekutém vnějším jádru neustále doslova „hnětou“ povrch jádra vnitřního. Hraniční vrstvy pevného středu nejsou tvrdé jako ocelová kulička v kvalitním ložisku. Mnohem spíše připomínají horký asfalt v letním dni – extrémně hustou a viskózní hmotu, která se může pod tlakem lokálně deformovat, natahovat a kompletně měnit svou vnitřní strukturu.
Tato neustálá topografická aktivita na povrchu jádra je hlavním hnacím motorem dalších změn. Vytváří totiž tření a odpor, který následně celé jádro brzdí v jeho rotaci. Vše je navzájem hluboce propojeno do jednoho fascinujícího, i když možná trochu děsivého, planetárního mechanismu.
Co to znamená pro naši budoucnost?
Možná si teď v duchu říkáte: „Dobře, pět tisíc kilometrů pod mýma nohama se deformuje a brzdí gigantická žhavá koule. Mám začít okamžitě panikařit?“ Krátká a uklidňující odpověď zní: Rozhodně ne.
Tyto nově objevené změny se nijak neprojeví náhlými katastrofickými zemětřeseními, ani nás nečeká žádný apokalyptický scénář ze sci-fi filmů. Přesto mají tyto gigantické geologické pochody vliv na náš každodenní moderní život, ačkoliv probíhají zcela nepozorovaně.
Jak se vnitřní jádro zpomaluje a mění svůj tvar, jemně se posouvá i celkové rozložení hmoty a rotační hybnost celé planety. To má za přímý následek mikroskopické změny v délce pozemských dnů. Bavíme se sice jen o nepatrných zlomcích milisekund, které běžný smrtelník nemá šanci zaregistrovat, vědci s nimi ale musí zcela vážně počítat při přesné kalibraci globálních počítačových systémů, jako jsou sítě GPS nebo atomové hodiny.
Tyto čerstvé poznatky zároveň poskytují předním organizacím, jako je americká Geologická služba (USGS), neocenitelná data pro mnohem přesnější pochopení magnetického pole Země. Právě to nás totiž neustále chrání před smrtelně nebezpečným kosmickým zářením ze Slunce. Pokud tekuté jádro postupně mění své siločáry a proudy v důsledku deformací pevného vnitřního jádra, může to v dlouhodobém geologickém horizontu výrazně ovlivnit i naši ochrannou magnetosféru.
Příliš dlouho jsme žili v iluzi, že zemské nitro je statické a geologicky neměnné. Nyní ale díky přesným datům víme, že naše Země je neuvěřitelně dynamický a živý organismus – a to doslova, až do svého nejhlubšího, žhavého železného srdce. Kdo ví, jaká další tajemství před námi tato pulzující temná hlubina ještě skrývá a čím nás překvapí příště.
P.S.
Díky, že jste se vydali se mnou na tuto cestu pět tisíc kilometrů do nitra naší Země. Pokud vám dnešní text pomohl pochopit, že se i tam hluboko uvnitř dějí věci, které mění náš pohled na svět, budu moc vděčný za drobnou finanční podporu. Pomůže mi to dál pro vás sledovat a zpracovávat tyhle neuvěřitelné vědecké objevy. Děkuji vám!
