Jaderné testy z minulosti odhalily, že vnější jádro Země není jen tekuté, ale dynamicky se mísí
InovaceNaše chápání vnitřních vrstev Země – pevného vnitřního jádra, roztaveného vnějšího jádra a viskózního pláště – je staré teprve asi 120 let. Geologové tehdy začali sledovat zemětřesení pomocí seismometrů a měřit primární (P) a sekundární (S) vlny.
Naše chápání vnitřních vrstev Země – pevného vnitřního jádra, roztaveného vnějšího jádra a viskózního pláště – je staré teprve asi 120 let. Geologové tehdy začali sledovat zemětřesení pomocí seismometrů a měřit primární (P) a sekundární (S) vlny. Změny v signálech P vln naznačovaly, že procházejí různými materiály, a skutečnost, že S vlny nedosáhly opačné strany planety, jasně ukázala, že narazily na tekutý materiál.
Nyní, s využitím dat z překvapivého zdroje – podzemních jaderných testů provedených před více než 30 lety – získali vědci podrobnější informace o vnitřních systémech naší planety. Geofyzička Ying Zhou z Virginia Tech analyzovala seismické vlny generované podzemními jadernými výbuchy na atolu Mururoa ve Francouzské Polynésii v letech 1977 až 1995. Tyto vlny cestovaly Zemí a byly zaznamenány na seismické stanici v Kazachstánu, což Zhou poskytlo soubor opakovaných „snímků“ dění uvnitř planety v různých časových okamžicích.
Jelikož jaderné testy probíhaly téměř na stejném místě, seismické vlny sledovaly pozoruhodně podobné dráhy skrz planetu. Zhou zjistila, že seismické vlny procházející vnějším jádrem ne vždy potřebovaly stejnou dobu k cestě. Ve srovnání s rokem 1977 byly vlny v letech 1982 a 1983 asi o 0,1 sekundy rychlejší a v letech 1988 až 1990 asi o 0,15 sekundy rychlejší. Do roku 1995 však byly zhruba o 0,15 až 0,2 sekundy pomalejší. Tyto zlomky sekundy se mohou zdát zanedbatelné, ale pro seismickou vlnu cestující tisíce kilometrů skrz planetu jsou významné. Podobně jako rafinovanější verze původních seismických testů, které vedly k objevu P a S vln, tyto výsledky ukazují, že vlny procházejí heterogenními (smíšenými) materiály, které se během 30 let zaznamenávání seismických vln zjevně pohybovaly.
Studie také identifikovala dříve nerozpoznaný typ seismické vlny, kterou Zhou nazývá PKrKP. Na rozdíl od známějších seismických vln, které procházejí vnitřním jádrem nebo se od něj odrážejí, se vlna PKrKP odráží uprostřed vnějšího jádra. Toto neobvyklé chování pomohlo Zhou izolovat část seismické cesty, která mohla odhalit změny v tekutém vnějším jádře. Vědci porovnali tyto vlny vnějšího jádra s jiným typem seismické vlny, nazývaným PP, která prochází pláštěm spíše než vnějším jádrem. Analýza využila 112 párů jaderných testů, přičemž výbuchy v každém páru se odehrály méně než 0,05 stupně od sebe.
Rozsah a rychlost změn naznačují, že vnější jádro prochází intenzivním mícháním. Zhou odhaduje, že rozsáhlá anomálie „s bočním rozsahem přes 700 kilometrů a tloušťkou asi 100 kilometrů v nízkých zeměpisných šířkách jižního Pacifiku může vysvětlit pozorované anomálie doby cestování PKP o 0,1 až 0,2 sekundy.“ Zhou navrhuje, že tato značná anomálie je pravděpodobně suspendovaný pevný materiál pohybující se tekutým vnějším jádrem, podobně jako obrovské kusy krutonů plovoucí v rajčatové polévce. Tyto výsledky naznačují, že vnější jádro pravděpodobně není jen obří bazén čistě tekutého roztaveného kovu.