Vědci objevili šest neobvyklých struktur na hranici zemského jádra a pláště

Tým vědců identifikoval šest neobvyklých struktur na hranici mezi zemským jádrem a hlubokým pláštěm, tedy v oblasti ležící přibližně 2 900 kilometrů pod povrchem planety. Zjištění, popsané ve studii publikované v odborném časopise JGR Solid Earth, přináší dosud nejucelenější pohled na tuto obtížně zkoumatelnou vrstvu Země.

Výzkumníci vycházeli z analýzy seizmických vln zaznamenaných během zemětřesení po celém světě. Když se během silných otřesů uvolní energie, šíří se planetou ve formě vln, které procházejí různými vrstvami zemského nitra a mění přitom svou rychlost a směr podle toho, na jaké materiály narazí. Právě tyto změny umožňují vědcům odhalovat strukturu oblastí, které jsou pro přímé pozorování zcela nedostupné.

Hranice jádra a pláště, odborně označovaná zkratkou CMB, patří k nejzáhadnějším a zároveň nejdůležitějším rozhraním v nitru Země. Odděluje roztavené vnější jádro tvořené převážně železem a niklem od pevného, ale velmi horkého a pomalu se pohybujícího spodního pláště. Právě v této oblasti dochází k intenzivní výměně tepla mezi jádrem a pláštěm, což má zásadní vliv na procesy, jako je konvekce v plášti, pohyb litosférických desek na povrchu planety nebo generování zemského magnetického pole.

Nová analýza odhalila šest souvislých pásů nepravidelností přímo na hranici jádra a pláště, což představuje výrazný posun oproti dosavadním poznatkům. Dříve se totiž podobné anomálie objevovaly ve výzkumech pouze jako izolované, řídce rozmístěné skvrny bez zjevné souvislosti. Díky rozsáhlejším a přesnějším seizmickým datům se nyní ukázalo, že tyto struktury tvoří ucelené, kontinuální pásy táhnoucí se podél hranice.

Toto zjištění mění pohled na to, jak je oblast CMB strukturovaná. Pokud nepravidelnosti netvoří jen náhodně rozptýlené útvary, ale organizované pásy, naznačuje to, že procesy probíhající na rozhraní jádra a pláště mají systematičtější a možná i predikovatelnější charakter, než se dosud předpokládalo. Taková struktura by mohla souviset s dlouhodobými pohyby materiálu v plášti nebo s tepelnými a chemickými interakcemi mezi jádrem a pláštěm, které probíhají v řádu milionů let.

Vědci připisují objev zejména zlepšené kvalitě a hustotě seizmických záznamů, které umožňují detailnější rekonstrukci vnitřní stavby Země. Čím více zemětřesení a čím více seizmických stanic po světě data zaznamenává, tím přesnější obraz hlubokého nitra planety je možné sestavit. Metoda využívající seizmické vlny funguje podobně jako rentgen nebo ultrazvuk v medicíně, s tím rozdílem, že místo lidského těla „prosvěcuje“ celou planetu.

Objev šesti pásů nepravidelností může mít dopad na širší chápání dynamiky zemského nitra. Oblast na hranici jádra a pláště je považována za jedno z klíčových míst, kde vznikají takzvané mantle plumes, tedy stoupající proudy horkého materiálu, které se dávají do souvislosti se vznikem sopečné aktivity na povrchu planety. Pokud jsou nepravidelnosti na CMB uspořádány do souvislých pásů, mohlo by to naznačovat i určitou pravidelnost v rozmístění zdrojů těchto procesů.

Autoři studie zdůrazňují, že jde o významný krok k lepšímu pochopení procesů, které probíhají hluboko pod zemským povrchem a které jsou přímo nedosažitelné žádnou vrtnou technikou. Nejhlubší vrty, jaké se lidem kdy podařilo provést, dosahují jen několika kilometrů, zatímco hranice jádra a pláště leží tisíce kilometrů hlouběji. Seizmologie proto zůstává jediným nástrojem, který umožňuje nahlédnout do těchto oblastí.

Vědecký tým plánuje v dalších fázích výzkumu podrobněji zmapovat rozsah a přesné umístění jednotlivých pásů a zjistit, zda existuje souvislost mezi jejich polohou a známými geologickými jevy na povrchu, jako je sopečná aktivita nebo pohyb tektonických desek. Výsledky by mohly přispět i k přesnějším modelům toho, jak se v průběhu geologické historie vyvíjelo zemské magnetické pole, jehož zdrojem jsou právě procesy odehrávající se v tekutém vnějším jádře poblíž zkoumané hranice.