Vědci se domnívají, že ve vnitřním prostoru Země jsou podmínky velmi horké a extrémně pod tlakem. To umožňuje rozdělení primárně železného a niklového jádra mezi pevnou vnitřní oblast a vnější kapalnou oblast. Předpokládá se, že dynamika tohoto jádra je odpovědná za řízení ochranné magnetosféry naší planety, a proto jsou vědci odhodláni zlepšit své chápání této planety.
Díky novému výzkumu, který provedl mezinárodní tým vědců, se zdá, že jádro regionu také získává svůj spravedlivý podíl „sněhu“! Jinými slovy, jejich výzkum ukázal, že uvnitř vnějšího jádra malé částečky železa tuhnou a padají a vytvářejí hromady až 320 km (200 mi) tlusté na vnějším jádru. Tato zjištění by mohla výrazně zlepšit naše porozumění silám, které ovlivňují celou planetu.
Výzkum provedl tým vědců z Jackson School of Geosciences na University of Texas v Austinu, který vedl Prof. Youjun Zhang z Ústavu atomové a molekulární fyziky Sichuanské univerzity. Studie, která popisuje jejich výzkum, byla zveřejněna v 23 Žurnál geofyzikálního výzkumu (JGR) Solid Earth.
Studium hloubek Země není snadný úkol, protože radar prostupující zemí nemůže sondovat, že hluboké a přímé vzorkování je absolutně nemožné. V důsledku toho jsou vědci nuceni studovat interiér Země pomocí vědy o seismologii - tj. Studiem zvukových vln, které jsou generovány geologickou činností a pravidelně procházejí planetou.
Měřením a analýzou těchto vln jsou geologičtí vědci schopni získat lepší představu o struktuře a složení interiéru. V posledních letech zaznamenali rozpor mezi seismickými údaji a současnými modely jádra Země. Měřené vlny by se v podstatě pohybovaly pomaleji, než se očekávalo, když procházejí základnou vnějšího jádra a rychleji, když se pohybují přes východní polokouli vnitřního jádra.
Aby se toto tajemství vyřešilo, navrhl prof. Zhang a jeho kolegové, že ve vnějším jádru by mohla nastat krystalizace železných částic, čímž by se vytvořilo vnitřní jádro „zasněžené“. Teorie, že vrstva kaše existuje mezi vnitřním a vnějším jádrem, byla poprvé navržena S.I. Braginskii v roce 1963, ale byla odmítnuta kvůli převládajícím znalostem teplotních a tlakových podmínek v jádru.
Profesor Zhang a jeho tým však pomocí řady experimentů prováděných na materiálech podobných jádru a novějších vědeckých studií dokázali, že krystalizace ve vnějším jádru je skutečně možná. Dále zjistili, že asi 15% nejspodnější části vnějšího jádra by mohlo být vyrobeno z krystalů na bázi železa, které nakonec padnou a usadí se na vrcholu pevného vnitřního jádra.
"Je to něco divného, o čem přemýšlet," řekl Nick Dygert, odborný asistent na univerzitě v Tenessee, který pomáhal provádět výzkum v rámci postdoktorandského společenství s JSG. "Máte krystaly uvnitř vnějšího jádra, které sněžily na vnitřní jádro na vzdálenost několika set kilometrů."
Jak vysvětlil prof. Jung-Fu Lin (další spoluautor studie), je to podobné tomu, jak se skály tvoří uvnitř sopek. "Kovové jádro Země funguje jako magma komora, o které v kůži víme lépe," řekl. Tým dokonce porovnal procesní klobouk, který způsobil, že se na vnějším jádru Země tvořily hromady železných částic s tím, co se děje uvnitř magmatických komor blíže k zemskému povrchu.
Zatímco zhutňování nerostů vytváří v magmatických komorách tzv. Kumulativní horninu, zhutňování železných částic hluboko ve vnitřku Země přispívá k růstu vnitřního jádra a zmenšení vnějšího jádra. Hromadění těchto částic proti vnějšímu jádru by odpovídalo za seismické aberace, protože změna tloušťky mezi východní a západní polokoulí by vysvětlila změnu rychlosti.
Vzhledem k vlivu jádra na jevy na celé planetě - jako je výše uvedená magnetosféra a zahřívání, které řídí tektonickou aktivitu - je pro zlepšování našeho chápání toho, jak tyto větší procesy fungují, nezbytné dozvědět se více o jeho složení a chování. V tomto ohledu by výzkum provedený profesorem Zhangem a jeho kolegy mohl pomoci vyřešit dlouhodobé otázky týkající se vnitřku Země a jak se to stalo.
Jako Bruce Buffet, geologický profesor na UC Berkley, který studuje planetární interiéry (a nebyl zapojen do studie), to řekl:
„Vztah předpovědí modelu k neobvyklým pozorováním nám umožňuje vyvodit závěry o možných složeních kapalného jádra a možná spojit tuto informaci s podmínkami, které převládaly v době, kdy byla planeta vytvořena. Výchozí podmínka je důležitým faktorem, když se Země stává planetou, kterou známe. “
Vzhledem k tomu, že se věří, že magnetosféra Země a její tektonická aktivita hrály zásadní roli ve vzniku a vývoji života, porozumění dynamice vnitřku naší planety by také mohlo pomoci při honbě za potenciálně obyvatelnými exoplanety - nemluvě o extra- pozemský život!
Výzkum byl financován Národní přírodní vědeckou nadací Číny, Fondem základního výzkumu pro střední univerzity, Jackson School of Geosciences, National Science Foundation a Sloan Foundation.
