Seizmológia sa stáva vzrušujúcou, keď vám umožní lepšie porozumieť vnútornému fungovaniu našej planéty tak v priestore, ako aj v čase.
Zo školských učebníc vieme, že Zem má tri (alebo štyri) vrstvy: kôru, plášť a jadro, niekedy rozdelenú na vnútornú a vonkajšiu. Toto nie je úplne pravda, pretože to vylučuje niektoré ďalšie vrstvy, ktoré vedci rozlišujú v štruktúre našej planéty. V štúdii uverejnenej v časopise Science geofyzici z Princetonskej univerzity (USA) a Ústav geodézie a geofyziky v Číne uvádzajú hory a iné topografie na vrstve, ktorá sa nachádza v hĺbke 660 kilometrov a oddeľuje horný a dolný plášť.
„Nájdenie zmien nadmorskej výšky až troch kilometrov na hranici viac ako 660 kilometrov pomocou vĺn, ktoré prechádzajú celou zemou a späť, je inšpiratívnym činom,“uviedla seizmologička Christina Hauser, odborná asistentka na Tokijskom technologickom inštitúte v Japonsku, ktorá sa štúdie nezúčastnila.
Štruktúra Zeme. Drsnosť hraničnej vrstvy v hĺbke 660 kilometrov ukazuje predpokladané podzemné hory. Kredit: Obrázok Kyle McKernan, Úrad komunikácie univerzity v Princetone.
Na hlbší pohľad na Zem vedci používajú najmocnejšie vlny na planéte, ktoré sú generované zemetraseniami. Hlboké silné zemetrasenie môže uviesť do pohybu celý plášť a zemetrasenia s magnitúdou 7,0 šíria rázové vlny cez jadro na druhú stranu planéty a späť.
V tejto štúdii sa vedci zamerali na kľúčové údaje o vlnách zistených po zemetrasení o sile 8,2 stupňa - druhé najsilnejšie zaznamenané obdobie, ktoré otriaslo Bolíviou v roku 1994.
Na simuláciu zložitého správania sa rozptylu vĺn v hĺbke Zeme použili seizmológovia zhluk počítačov Tiger na Princetonskej univerzite. Simulačná technológia závisí od základnej vlastnosti vĺn: od ich schopnosti meniť smer a odraz. Rovnako ako sa svetelné vlny môžu odraziť alebo lámať pri prechode hranolom, seizmické vlny sa pohybujú priamo cez homogénne horniny, ale odrážajú sa alebo lámajú sa na hranici média. Ich rozptyl teda prináša informácie o nepravidelnostiach povrchu a hlbokých vrstvách.
„Získané výsledky nás veľmi prekvapili. Hranica 660 km má silnejšiu topografiu ako Skalnaté hory alebo Appalachians a je rovnako zložitá ako to, čo vidíme na povrchu, “píšu autori štúdie.
Propagačné video:
Rocky Mountain pohľad z národného parku Rocky Mountain USA. Kredit: Stanislav Savin.
Štatistický model nám neumožnil presne určiť výšku hôr nájdených v hĺbkach hôr, ale vyšlo najavo, že nepravidelnosti sú nerovnomerne rozložené, rovnako ako povrch zemskej kôry má hladké oblasti dna oceánu a vysoké hory. Vedci tiež študovali vrstvu v hĺbke 410 kilometrov v hornej časti „prechodovej zóny“plášťa a nenašli také topografické rozšírenie.
Dosiahnuté výsledky ukazujú, aké pokročilé seizmické nástroje majú objaviť nové a neočakávané vlastnosti zemských vrstiev.
Čo to znamená
Prítomnosť nepravidelností na hranici 660 kilometrov je nevyhnutná na pochopenie toho, ako sa naša planéta formovala. Skúmaná vrstva rozdeľuje plášť, ktorý tvorí asi 84 percent zemského objemu, na hornú a dolnú časť. Geológovia roky diskutovali o dôležitosti tejto hranice. Preskúmali najmä to, ako teplo prechádza plášťom.
Niektoré geochemické a mineralogické dôkazy naznačujú chemický rozdiel medzi horným a dolným plášťom, čo podporuje myšlienku, že tieto dve sekcie sa nemiešajú tepelne ani fyzicky. Údaje však ukazujú, že hladšie regióny na hranici 660 km môžu byť výsledkom starostlivého vertikálneho miešania, zatiaľ čo horské oblasti sa môžu vytvárať tam, kde k miešaniu nedochádza.
Okrem toho môžu byť zistené nezrovnalosti teoreticky spôsobené tepelnými anomáliami alebo chemickými nezrovnalosťami. Ale kvôli redistribúcii tepla v plášti sa akákoľvek malá tepelná anomália vyhladí za milión rokov a zostanú iba chemické rozdiely.
Čo teda mohlo spôsobiť významný rozdiel v chémii vrstiev? Vedci tvrdia, že dôvodom je potopenie hornín, ktoré patrili k zemskej kôre. Geofyzici dlho diskutovali o osude dosiek morského dna, ktoré sa zasekávajú do plášťa v zónach tlmenia po celom svete. Vedci sa domnievajú, že zvyšky týchto starodávnych tanierov môžu byť teraz tesne nad alebo tesne pod hranicou 660 kilometrov.
„Seizmológia sa stáva vzrušujúcou, keď vám umožní lepšie porozumieť vnútornej štruktúre našej planéty v priestore aj čase,“uzatvárajú autori štúdie.