Zdá sa, že tím vedcov vedený Ho-Kwangom Maom z Carnegieho inštitútu v Spojených štátoch odhalil záhadu, ktorá má dlhoročné problémy v geológoch. Autori vysvetlili, z čoho minerálne zóny spomalujúcich seizmických vĺn na rozhraní jadro-plášť tvoria a reprodukovali proces ich formovania v laboratóriu. Ak sú závery vedcov správne, potom sa také zóny ukážu ako obrovské zásoby kyslíka, ktoré môžu ovplyvniť históriu života na Zemi. Vedecký článok s výsledkami štúdie bol uverejnený v časopise Nature 22. novembra 2017.
Ako vieme, čo je pod našimi nohami? Táto jednoduchá otázka je pre geológov bolesťami hlavy. Cesta do stredu Zeme existuje iba na stránkach sci-fi kníh, ale v skutočnosti rekordná hĺbka vŕtania sotva presahuje 12 kilometrov.
Seizmické vlny prišli na pomoc vedcom, ktorí sa rôznymi spôsobmi šíria v horninách rôznych hustôt, umožňujú viesť „ultrazvuk“do samotných hĺbok našej planéty. Informácie, ktoré sa dajú získať takýmto skenovaním, sú však neúplné. Získané odpovede často vyvolávajú iba nové otázky. Vlastne, rovnako ako v akejkoľvek inej oblasti vedy.
V hĺbke 2900 km sa nachádza hranica jadra plášťa. Geológovia už dávno objavili oblasti, v ktorých sa seizmické vlny pohybujú nezvyčajne pomaly. Nazývali sa zóny s ultra nízkymi rýchlosťami, v anglických zónach s veľmi nízkymi rýchlosťami, teda skratka UVZ. Čo je to? Aký tajomný materiál toľko spomaľuje vibrácie zeme?
Vedci o tejto otázke dlho diskutovali a už bolo navrhnutých mnoho hypotéz. Všetky však majú jednu nevýhodu: je potrebné vysvetliť, ako nevyhnutná látka ako celok skončila v takej hĺbke.
Zdá sa, že tím Ho-Kwana zabil dvoch vtákov jedným kameňom. Vedci našli vhodný minerál a jednoduchý mechanizmus na jeho tvorbu priamo na mieste. Je pravda, že tento úspech viedol k otázke potreby revidovať niečo v histórii biosféry Zeme.
Minerálom, ktorý sa autorom páčil, je peroxid železa FeO2Hx (počet atómov vodíka sa môže líšiť). Keď hovoria o práci svojich predchodcov, hovoria, že sú stabilné v podmienkach spodného plášťa.
Ale odkiaľ to môžete získať? Na zodpovedanie tejto otázky vedci znovu vytvorili malú časť pekelných hĺbok v laboratóriu. Diamantové chápadlá komprimovali látku a vytvorili tlak 860 tisíc atmosfér. Laserový lúč prenikajúci priehľadnými diamantovými doštičkami zahrieval činidlá na 1900 stupňov Celzia.
Propagačné video:
Za týchto podmienok, ako autori zistili, je peroxid železa tvorený z najjednoduchších zložiek: železa a vody. V jadre Zeme je toľko železa, koľko je potrebné - v skutočnosti je to hlavne z tohto kovu. A voda? Podľa autorov sa každoročne 300 miliónov ton vody v dôsledku pohybu tektonických platní dostane do hĺbky plášťa. Podľa ich výpočtov by stotina vody vo svetovom oceáne stačila na vytvorenie celého pozorovaného UVZ. Pre porovnanie: podľa niektorých odhadov je v zemskom vnútornom prostredí, vrátane kôry, plášťa a jadra, 90-krát viac vody ako na povrchu.
Ukazuje sa, že potrebný minerál sa tvorí na hranici plášťa a jadra z látok, ktoré sú v ňom dostatočné. Je to však skutočne zodpovedné za obrázok, ktorý je pozorovaný na seizmogramoch?
Vedci to tiež vyskúšali. Pomocou experimentov a teoretických výpočtov zistili, že požadované charakteristiky (rýchlosť zvuku, hustota atď.) Majú zmes, v ktorej 40-50% je peroxid železa, a zvyšok je v obvyklých horninách spodného plášťa. Vlastnosti takejto zmesi sú vo vynikajúcej zhode s pozorovacími údajmi UVZ. Vyzerá to, že bolo odhalené tajomstvo záhadných „spomalených zón“.
Tento objav však vyvoláva ďalšie zaujímavé otázky. Ako je vysvetlené v tlačovej správe zo štúdie, vklady peroxidu železa predstavujú obrovský rezervoár kyslíka. Z času na čas sa môže kyslík uvoľňovať a dostať sa na povrch. Dôsledky takýchto udalostí a ich možná súvislosť so zmenou podnebia, hromadným vyhynutím a inými veľkými udalosťami sa ešte musia skúmať.