Na miestach, kde sa vonkajšie jadro Zeme stretáva s plášťom, existujú štruktúry, ktoré dramaticky spomaľujú šírenie seizmických vĺn. Vedci v novom výskume bádajúci po pôvode týchto štruktúr zistili, že ide o pozostatky rôznych materiálov pochádzajúcich z čias, kedy sa vo vonkajších oblastiach Zeme nachádzal magmatický oceán. Na tému upozornil portál IFLScience.

Už mnoho rokov sa pokladá za samozrejmé, že Zem je tvorená viacerými obalmi a geologickými vrstvami – kôra, plášť a vonkajšie a vnútorné jadro. Nedávno iná štúdia dokonca naznačila, že existuje ešte jedna vrstva, ktorá sa celý čas skrýva hlboko vo vnútri zemského jadra.

Zemský plášť je hrubá a horúca vrstva hornín, v ktorej prebieha množstvo dôležitých procesov. Tie sa na povrchu prejavujú rôznymi formami, od horúcich škvŕn až po pohyb kontinentov.

Hoci zatiaľ nemáme technológiu, ktorá by nám umožnila vydať sa do stredu Zeme ako odvážlivcom z vedecko-fantastického románu Julesa Verna, máme technológie, ktoré nám dokážu napovedať, ako to asi hlboko pod povrchom našej planéty vyzerá.

Ako vieme, čo sa ukrýva v strede planéty?

Počas zemetrasenia dochádza k vytvoreniu seizmických vĺn pod zemským povrchom, ktoré dokážu „prejsť“ tisíce kilometrov. V prípade, že sa seizmické  vlny stretnú so zmenami teploty, zloženia alebo hustoty hornín, môže to meniť ich rýchlosť, smer či rozptyl, čo vytvára ozveny.

rost9/freepik

Tie dokážu zachytiť strategicky umiestnené seizmické stanice, ktoré sa nachádzajú na rozličných miestach po celom svete. Meranie času a amplitúdy týchto ozvien môže potom pomôcť odhaliť rôzne podpovrchové štruktúry.

Ako píše portál InterestingEngineering, vďaka seizmickým vlnám tiež vieme, že pozdĺž najnižšej časti zemského plášťa je oblasť, kde dochádza až k 50 % spomaleniu šírenia vĺn. Táto oblasť je dnes známa ako „zóna ultra nízkej rýchlosti“, alebo ULVZ (Ultra low velocity zone). Okrem toho, vieme, že hustota v tejto oblasti je až 3-krát vyššia, ako v okolitých oblastiach plášťa.

Už dlhú dobu je to vysvetľované približne tým, že v tejto oblasti je plášť aspoň čiastočne roztavený, takže by sa mohlo jednať o miesto, kde sa nachádza magma, ktorá vytvára tektonické horúce škvrny – geologická lokalita na povrchu planéty, kde dochádza počas niekoľkých miliónov rokov k sopečným činnostiam. Medzi najznámejšie horúce škvrny patrí Island, Havajské ostrovy, Yellowstone.

Niečo tu nesedí

Vedci v novom výskume publikovanom v žurnále Nature Geoscience však uvádzajú presvedčivé dôkazy, že tomu tak nie je. Ako objasňuje jeden z autorov, Michael Thorne, väčšina oblastí, ktoré označujeme pojmom ULVZ sa nenachádza priamo pod horúcimi škvrnami, takže predchádzajúce vysvetlenia neboli dostačujúce.

Ako ďalej pre portál IFLScience objasnil profesor Hrvoje Tkalčić z Austrálskej národnej univerzity, kľúčovým objavom nového výskumu je zistenie, že ULVZ sú „vrstvené“.

To podľa jeho slov znamená, že tieto oblasti sú podobné sedimentárnym horninám na Zemi. Sedimentárne, alebo usadené horniny vznikli premiestnením uložením a následným spevnením rôznych zvetraných úlomkov, pričom veľmi podobným spôsobom mali vzniknúť aj predmetné ULVZ.

Zainteresovaní experti veria, že ULVZ sa vyzrážali z magmatického oceánu, pričom ťažké prvky klesali smerom nadol, a ľahké naopak stúpali nahor. V dobe formovania našej planéty mohlo dôjsť hneď k niekoľkým prípadom, kedy sa Zem zahriala natoľko, aby došlo k na to potrebným podmienkam.

Príkladom môže byť hypotetická kolízia medzi Zemou a protoplanétou Theia – hypotetická protoplanéta o veľkosti Marsu, ktorá sa približne pred 4,5 miliardami rokov zrazila so Zemou – ktorá by dokázala vytvoriť toľko tepla, aby na zemskom povrchu vznikol obrovský oceán magmy.

Tento magmatický oceán obsahoval všetky druhy minerálov, pričom konvekčné prúdenie tieto minerály unášalo smerom dole k plášťu. Tam sa počas dlhých miliárd rokov ukladali, vrstvili až sa napokon natlačili do niekoľkých menších oblastí, ktoré dnes spôsobujú spomaľovanie šírenia seizmických vĺn.