Na dne zemského plášťa sa môže nachádzať staré oceánske dno. V hĺbke pri jadre vytvára útvary vyššie než Everest

Niekoľko kilometrov pod našimi nohami sa nachádza svet, ktorý stále poznáme len čiastočne. Nový výskum z University of Alabama naznačil, že hranicu medzi zemským jadrom a plášťom môže obklopovať vrstva dávneho oceánskeho dna. Ide o materiál, ktorý sa do hlbín planéty dostal pred miliónmi až miliardami rokov počas pohybu tektonických platní.

Vedci svoje zistenia zverejnili v časopise Science Advances. Pomocou seizmických vĺn z celého sveta vytvorili detailný obraz vnútra Zeme a objavili, že na hranici jadra a plášťa sa pravdepodobne nachádza tenká, ale hustá vrstva materiálu. Odborníci ju označujú ako ULVZ (Ultra-Low Velocity Zone), teda zónu s veľmi nízkou rýchlosťou seizmických vĺn.

Výsledky naznačili, že nejde len o niekoľko izolovaných oblastí, ako sa predpokladalo v minulosti. Tieto zvláštne útvary sa podľa nových meraní môžu rozprestierať na oveľa väčšej ploche pozdĺž hranice jadra a plášťa.

Čo sa nachádza viac než 2 000 kilometrov pod povrchom?

Hranica medzi zemským plášťom a vonkajším jadrom leží 2 891 kilometrov pod povrchom Zeme. Nad ňou sa nachádzajú horúce horniny plášťa, pod ňou zas roztavené kovové jadro tvorené najmä železom a niklom.

Práve na tomto rozhraní sa podľa výskumu hromadí materiál, ktorý kedysi tvoril oceánske dno. Keď sa dve tektonické platne stretnú, jedna sa často začne zasúvať pod druhú, čo geológovia tento proces označujú ako subdukciu. Takto sa časti oceánskej kôry postupne dostávajú hlbšie a hlbšie do vnútra planéty.

Súvisí s tým

Vedci zachytili záhadné štruktúry hlboko vo vnútri Zeme. Skrývajú sa takmer 3 000 kilometrov pod povrchom

Vedci už dlhšie predpokladali, že časť tohto materiálu môže doputovať až na samé dno plášťa. Nové merania teraz poskytli ďalšie dôkazy, ktoré túto predstavu podporili.

Antarktída sa zmenila na obrovské „premietacie plátno“

Na prvý pohľad sa môže zdať zvláštne, že výskumníci skúmali vnútro Zeme práve z Antarktídy. Dôvod však súvisí s polohou tohto kontinentu. Mnohé silné zemetrasenia vznikajú v oblastiach okolo Tichého oceánu a pozdĺž takzvaného Ohnivého kruhu. Antarktída leží takmer na opačnej strane planéty voči viacerým seizmicky aktívnym regiónom Južnej Ameriky či Pacifiku. Keď zemetrasenie vyšle seizmické vlny cez vnútro Zeme, tie prejdú tisíce kilometrov horninami, dotknú sa hranice jadra a plášťa pod južnou pologuľou a následne dorazia k senzorom v Antarktíde. Práve preto predstavovala ideálne miesto na zachytenie detailov z hlbín planéty.

Počas niekoľkých expedícií vedci rozmiestnili na ľadovom kontinente 15 seizmických staníc. Tie počas troch rokov zaznamenávali vlny z tisícov zemetrasení z celého sveta. Následne z nich vytvorili akýsi ultrazvukový obraz vnútorných vrstiev Zeme.

„Seizmické výskumy, ako je ten náš, poskytujú najvyššie rozlíšenie pri zobrazovaní vnútornej štruktúry našej planéty a zisťujeme, že táto štruktúra je omnoho komplikovanejšia, než sme si kedysi mysleli,“ hovorí vedúca výskumu Samantha Hansen.

Objavili podzemné hory vyššie ako Mount Everest

Pri analýze seizmických údajov výskumníci zachytili nečakané signály, ktoré dorazili niekoľko sekúnd po vlnách odrazených od hranice jadra a plášťa. Práve tieto jemné odchýlky odhalili prítomnosť hustej vrstvy materiálu s nezvyčajnými vlastnosťami. Vedci zistili, že hrúbka tejto vrstvy sa pohybuje od niekoľkých kilometrov až po niekoľko desiatok kilometrov. Na hranici jadra a plášťa pritom nevytvára súvislú hladkú pokrývku. Skôr pripomína zvlnený terén s výbežkami a vyvýšeninami.

„Naša vysokorozlišovacia zobrazovacia metóda našla tenké anomálne zóny materiálu na hranici jadra a plášťa všade, kde sme skúmali. Hrúbka materiálu sa pohybuje od niekoľkých kilometrov až po desiatky kilometrov,“ vysvetlil spoluautor štúdie Edward Garnero.

Niektoré z týchto útvarov podľa vedcov dosahujú výšku viac než 40 kilometrov. To znamená, že prevyšujú Mount Everest približne päťnásobne. Tu sa však objavuje zaujímavý paradox. Z ľudského pohľadu ide o gigantické podzemné pohoria, no v porovnaní s celým zemským plášťom, ktorý má hrúbku takmer 3 000 kilometrov, však predstavujú len tenkú vrstvu materiálu.

Ak by si sa na zemské jadro pozrel ako na obrovskú kovovú guľu, tieto „hory“ by pôsobili len ako drobné hrbolčeky na jej povrchu.

Sú tieto útvary súčasťou ešte väčšej záhady?

Objavené ULVZ zóny možno predstavujú iba časť omnoho väčšieho príbehu. Geológovia už roky skúmajú dve gigantické štruktúry nachádzajúce sa na hranici jadra a plášťa. Odborne ich označujú ako LLVP (Large Low-Shear-Velocity Provinces). Jedna sa nachádza pod Afrikou a druhá pod Tichým oceánom. Tieto útvary majú rozmery porovnateľné s kontinentmi. Niektorí vedci im neoficiálne hovoria jednoducho „kvapky“ alebo „bloby“, pretože na seizmických mapách pripomínajú obrovské zhluky materiálu sediace na povrchu jadra.

Jedna z hypotéz naznačuje, že pomaly prúdiace horniny zemského plášťa postupne presúvajú zvyšky starého oceánskeho dna po hranici jadra a plášťa. Materiál sa následne môže hromadiť práve na okrajoch týchto gigantických štruktúr. Predstaviť si to môžeš ako zametanie prachu po podlahe. Metla ho postupne zhŕňa na jednu kopu. Podobným spôsobom sa mohli počas stoviek miliónov rokov nahromadiť aj vrstvy dávneho oceánskeho dna na dne plášťa. Práve z nich mohli vzniknúť podzemné „hory“, ktoré vedci teraz pozorovali.

ULVZ zóny nepredstavujú len geologickú kuriozitu. Môžu zohrávať významnú úlohu pri prenose tepla zo zemského jadra do plášťa. Práve teplo unikajúce z jadra poháňa procesy, ktoré súvisia aj so vznikom zemského magnetického poľa. To následne chráni našu planétu pred časťou škodlivého žiarenia zo Slnka. Materiál z dávneho oceánskeho dna sa navyše môže zapájať do vzniku takzvaných plášťových chocholov. Ide o stúpajúce prúdy horúcej horniny, ktoré môžu po miliónoch rokov vyústiť do vulkanickej činnosti na povrchu.

Výskum tak ukázal, že udalosti odohrávajúce sa na dne pradávnych oceánov môžu zanechať stopu hlboko vo vnútri planéty ešte aj po stovkách miliónov rokov. Zároveň naznačil, že vnútro Zeme zostáva oveľa zložitejšie a dynamickejšie, než naznačovali staršie predstavy vedcov.