Nová štúdia prekvapila vedcov: Zemské jadro už pol miliardy rokov môže rásť nakrivo

Zemské jadro je oblasť, o ktorej stále vieme len veľmi málo. Odhaduje sa, že sa nachádza približne 2 900 kilometrov pod zemských povrchom. Zloženie zemského jadra tiež nie je možné v skutočnosti zistiť. Odhadol ho súbor poznatkov kombináciou geofyzikálnych a geochemických meraní zemského plášťa a kozmochemických poznatkov.

Geológovia odhadujú na základe výpočtov, že vonkajšia vrstva je jadra je tekutá, ale vnútorná časť je tuhá. Hustota zložiek jadra je asi štyrikrát vyššia ako hustota zemskej kôry. Železo ako jediný prvok zodpovedá takejto hustote.

Deje sa tak už pol miliardy rokov

Teraz sa zoznam záhad o zemskom jadre ešte viac rozšíril. Vedci v novej štúdii prišli k prekvapivému záveru. Zemské jadro sa vyvíja nakrivo a deje sa tak už pol miliardy rokov.

Vedci už dlhší čas tušili, že niečo je tak, ako sme sa domnievali. Všimli si to, keď študovali seizmické vlny (podzemné otrasy generované zemetraseniami) prechádzajúce cez pevné železné vnútorné jadro planéty. Z nejakého dôvodu sa vlny pohybujú cez jadro podstatne rýchlejšie, keď cestujú medzi severným a južným pólom, ako keď cestujú cez rovník, uvádza Live Science.

zdroj: UC Berkeley

Táto záhada je známa ako seizmická anizotropia, a vedci o nej vedia už niekoľko desaťročí. Teraz možno našli vysvetlenie záhady, práve vysvetlením, že zemské jadro rastie nakrivo. Vedci využili pri štúdii počítačové simulácie rastu jadra za poslednú miliardu rokov. Štúdia bola uverejnená v časopise Nature Geoscience.

Vnútro Zeme rastie v „nepravidelnom“ vzore

Podľa štúdie každý rok rastie vnútorné jadro Zeme v „nepravidelnom“ vzore, ​​s novými železnými kryštálmi, ktoré sa tvoria rýchlejšie na východnej strane jadra ako na západnej strane.

„Pohyb tekutého železa vo vonkajšom jadre odvádza teplo z vnútorného jadra a spôsobuje jeho zamrznutie,“ uviedol pre Live Science hlavný autor štúdie Daniel Frost, seizmológ z Kalifornskej univerzity v Berkeley. „Znamená to teda, že vonkajšie jadro odoberá viac tepla z východnej strany (pod Indonéziou) ako zo západu (pod Brazíliou).“

Zem je stará viac ako 4 miliardy rokov, jej vnútorné jadro je mladšie, geológovia sa domnievajú, že sa vytvorilo pred pol miliardou až 1,5 miliardami rokov, keď najskôr začali kryštalizovať kúsky tekutého železa z vonkajšieho jadra.

zdroj: UC Berkeley

„Poskytujeme dosť voľné hranice veku vnútorného jadra – medzi pol miliardou a 1,5 miliardami rokov – čo môže byť užitočné v diskusii o tom, ako bolo magnetické pole generované pred existenciou pevného vnútorného jadra,“ uviedla Barbara Romanowicz, profesorka postgraduálnej školy na Katedre zemských a planetárnych vo vyhlásení. „Vieme, že magnetické pole existovalo už pred 3 miliardami rokov, takže v tom čase museli byť vo vonkajšom jadre poháňané konvekciou iné procesy.“

Tvar by nemal byť sférický 

Vedci si myslia, že jeho pokrivená povaha pravdepodobne začala, akonáhle sa jadro vytvorilo. V takom prípade by tvar jadra nemal byť sférický. Vedci si myslia, že gravitácia môže kompenzovať asymetrický rast tým, že tlačí nadbytočné kryštály z východnej strany jadra na jeho západnú stranu, čo pomáha jadru udržiavať guľatý obrys.

Frostov tím si nie je istý, prečo sa kryštály železa tvoria nerovnomerne vo vnútornom jadre, ale uviedol, že odpoveď pravdepodobne spočíva vo vrstvách nad ním – vonkajšom jadre aj plášti, pásme horúcej horniny dlhej 2 897 kilometrov, na ktorej tektonické platne plávajú.

„Každá vrstva na Zemi je riadená tým, čo je nad ňou, a ovplyvňuje to, čo je pod ňou,“ povedal Frost pre Live Science.

Ak železo kryštalizuje rýchlejšie na jednej strane vnútorného jadra ako na druhej, musí to znamenať, že vonkajšie jadro sa na tejto strane ochladzuje rýchlejšie. Takže plášť na tejto strane zasa musí ochladzovať vonkajšie jadro rýchlejšie ako plášť na druhej strane, uvádza Business Insider.

Ochladzovanie by mohli spôsobiť tektonické platne 

Jedným z možných vysvetlení ochladzovania by mohli byť tektonické platne, pričom studené platne ochladzujú plášť, keď klesajú do subdukčných zón, ale nie je známe, či by ochladenie plášťa mohlo mať vplyv na vnútorné jadro.

Rovnako záhadné je, či chladenie v jadre môže alebo nemôže ovplyvňovať magnetické pole Zeme. Dnešné magnetické pole je poháňané pohybom tekutého železa vo vonkajšom jadre, pohyb tejto kvapaliny je zase poháňaný teplom strateným z vnútorného jadra. Ak vnútorné jadro stráca viac tepla na východe ako na západe, potom sa vonkajšie jadro bude pohybovať viac aj na východe, uviedol Frost.