Najvnútornejšou vrstvou Zeme je pevná časť zemského jadra. V tejto vrstve sú atómy železa doslova natlačené k sebe, kvôli nepredstaviteľne veľkému tlaku. Ako však zistili výskumníci z University of Texas, občas sa aj v jadre planéty nájde trošku miesta pre atómy.
V práci dokazujú, že určité zoskupenia atómov železa vo vnútornej časti jadra majú schopnosť rapídne zmeniť svoju polohu v zlomkoch sekundy. Zachovávajú pritom samotnú štruktúru železa. Tento druh pohybu je vo vedeckých kruhoch známy ako kolektívny pohyb. Vedci nemajú šancu nahliadnuť priamo do jadra planéty, no ich závery potvrdzujú aj laboratórne a simulačné experimenty. Tie dokázali, že sa atómy železa v pevnom jadre planéty pohybujú oveľa viac, než sme doteraz predpokladali.
Nové zistenia môžu vedcom pomôcť vysvetliť niekoľko záhadných vlastností jadra, nad ktorými si vedci lámu už roky hlavu. Zároveň by sme však mohli lepšie nahliadnuť do procesov, ktoré tvoria geodynamo Zeme, proces vďaka ktorému máme okolo planéty ochrannú obálku v podobe magnetického poľa.
“Teraz už máme v rukách základný mechanizmus, ktorý mám pomôže lepšie pochopiť dynamické procesy, odohrávajúce sa vo vnútornej časti zemského jadra a zároveň nám pomôžu lepšie popísať evolúciu tejto vrstvy,” tvrdí Jung-Fu Lin, jeden z vedúcich novej štúdie.
Ako sme už spomenuli, momentálne neexistuje spôsob, ako sa dostať do zemského jadra priamo. Podmienky preto musia vedci simulovať v laboratóriu. Autori novej štúdie to dokázali tak, že zobrali drobný plátok železa a strelili doňho rýchlo sa pohybujúcim projektilom. Počas toho merali teplotu, tlak a rýchlosť. Všetky dáta hodili do počítačového modelu simulujúceho atómy v pevnej časti zemského jadra.
Vlastnosti vnútornej časti zemského jadra
Výskumníci predpokladajú, že v pevnej časti jadra sú atómy železa usporiadané v opakujúcej sa šesťuholníkovej konfigurácii. V rámci štúdie posilnili pomocou umelej inteligencie svoje modely, čo im umožnilo vytvoriť vrstvu približne 30-tisíc atómov, aby dokázali lepšie predpovedať vlastnosti tejto látky. Až táto komplexnejšia simulácia vedcom dovolila vidieť pohyby skupín atómov, pričom si stále udržiavali hexagonálnu štruktúru.
“Pohyby atómov nám môžu pomôcť vysvetliť prečo sú seizmické merania vnútorného jadra a prostredia oveľa jemnejšie, než by sme pri takých tlakoch očakávali,” tvrdí ďalší z vedúcich výskumu, Youjun Zhang.
Autori štúdie prirovnávajú vnútornú časť jadra k maslu, ktoré necháte zohriať sa na kuchynskej linke. V hlbších vrstvách vnútorného jadra sa železo stáva prekvapivo mäkké vďaka týmto pohybom. Nové zistenia pomôžu vedcom odhaliť ako funguje geodynamo Zeme, proces zodpovedný za generovanie magnetosféry. Tá pomáha našu Zem chrániť pred škodlivou radiáciou Slnka. Magnetosféra sa zároveň považuje za jeden z hlavných komponentov obývateľnej planéty.
Schopnosť atómov pohybovať sa vo vnútornej časti jadra mení našu predstavu o vlastnostiach tejto vrstvy. Vedci konštatujú, že tieto nové zistenia lepšie sedia so seizmickými meraniami a v budúcnosti môžu pomôcť lepšie popísať ako procesy vnútorného jadra ovplyvňujú vonkajšie jadro a ako tieto dve vrstvy prispievajú k vytváraniu magnetického poľa Zeme.
