Ve vnějším jádru Země teče obrovská řeka roztaveného železa  
Díky měřením evropských satelitů Swarm teď máme představu, co se vlastně děje ve vnějším jádru naší planety

 

V hlubinách tečou řeky roztaveného železa. Kredit: Brocken Inaglory / Wikimedia Commons.
V hlubinách tečou řeky roztaveného železa. Kredit: Brocken Inaglory / Wikimedia Commons.

Je to jako sen pradávného božstva. V hlubinách Země se valí neuvěřitelný proud roztaveného železa, který je žhavý skoro jako povrch Slunce. Přitom to ale není žádná fantazie. Přesně takový proud železa teď vědci objevili ve hloubce 3 tisíce kilometrů pod severní polokoulí. Být na povrchu planety, rozhodně bychom ho nepřehlédli. Jeho šířka činí kolem 420 kilometrů a v současné době proudá rychlostí 40 až 45 kilometrů za rok, směrem ze Sibiře k Evropě. Tento proud je podle našich znalostí asi tak třikrát rychlejší, než jak obvykle proudí polotekutý materiál ve vnějším jádru Země.

Phil Livermore. Kredit: University of Leeds.
Phil Livermore. Kredit: University of Leeds.

Kde se takový proud vzal? Vědci zatím nemají hodnověrné vysvětlení. Vedoucí týmu objevitelů Phil Livermore z britské Univerzity v Leedsu a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že jde o fenomén, který se v hlubinách objevil už před miliardou let, a který může přispět k našemu pochopení vzniku životně důležitých magnetických polí naší planety. Bez tohoto přírodního magnetického štítu, jehož provoz nás nic nestojí, bychom byli vydáni na pospas slunečnímu vichru a kosmického záření.

Satelity Swarm zkoumají toky roztaveného železa ve vnějším jádru. Kredit: ESA.
Satelity Swarm zkoumají toky roztaveného železa ve vnějším jádru. Kredit: ESA.

Podle Livermorea je to fantastický objev. Podle něj jsme sice věděli, že rozžhavená hmota ve vnějšímu jádru planety rotuje, ale až teď získáváme představu, jak to tam vlastně vypadá. K objevu řeku roztaveného železa zásadním způsobem přispěla trojice satelitů Swarm, které v roce 2013 vypustila na oběžnou dráhu Evropská kosmická agentura ESA. Z oběžné dráhy měří odchylky magnetického pole, které „vidí“ až do hloubky 3 tisíc kilometrů pod povrch planety, tedy do míst, kde se roztavená hmota vnějšího jádra setkává se zemským pláštěm. Livermore a jeho spolupracovníci z dat sond Swarm odfiltrovali magnetická pole z magnetosféry i ze zemské kůry, a získali zatím nejvíce zřetelný obraz magnetických polí na hranici mezi pláštěm a vnějším jádrem planety.

Vypuštění satelitů Swarm na oběžnou dráhu. Kredit: ESA–P. Carril.
Vypuštění satelitů Swarm na oběžnou dráhu. Kredit: ESA–P. Carril.

Magnetické pole Země je utvářeno pohybem roztaveného železa ve vnějším jádru, které obklopuje pevné vnitřní jádro. Proto se o vnějším jádru lze leccos dozvědět právě detailní analýzou magnetického pole planety. Objevu mohutné řeky roztaveného železa předcházelo sledování dvou masivních a neobvykle silných laloků magnetického toku (úhrnného toku magnetické indukce procházející určitou plochou). Tyto laloky pocházejí z rozhraní mezi vnějším jádrem a zemským pláštěm, z oblastí pod Kanadou, a pod Sibiří.
Pozorované laloky se pohybují, přičemž jejich pohyb mohl vyvolat jedině reálný pohyb roztaveného železa. Laloky tudíž pro Livermorea a spol. představují dobře viditelné značky, s nimiž lze sledovat pohyb mas roztaveného železa. Livermore to přirovnává ke sledování pohybu řeky v noci s pomocí plujících svíček. Vidíme jenom „svíčky“, tedy strukturu magnetického pole. Ale díky nim víme o pohybu „řeky“, čili mas roztaveného železa v hlubinách.

Proud roztaveného železa v zemských hlubinách. Kredit: New Scientist, University of Leeds.
Proud roztaveného železa v zemských hlubinách. Kredit: New Scientist, University of Leeds.

 

Livermore a jeho kolegové se domnívají, že by v hlubinách jižní polokoule mohl téct podobný proud roztaveného železa. Problém je ale v tom, že vzhledem ke struktuře magnetického pole planety prý nelze takový proud vystopovat tak, jak to udělali Livermore a spol. na severní polokouli.

 

Magnetické pole Země není zcela stabilní. Podle toho, co víme, se v současné době zeslabuje, asi tak o 5 procent za století. Vědcům to nedá spát, jednak kvůli vědě, a pak také jako obyvatelům planety, která hodně spoléhá na svůj magnetický štít. Co když se najednou magnetické pole Země přepóluje? Nebo dokonce na nějaký čas vypne? Z historie víme, že se takové věci na Zemi občas stávají. Objev mohutné řeky roztaveného železa teď geofyzikům umožní lépe pochopit procesy, které ovládají magnetické pole Země, a také lépe předpovídat jeho budoucí vývoj. Rozhodně bychom jim měli držet palce.

Literatura
New Scientist 19. 12. 2016, Nature Geoscience online 19. 12. 2016.

Datum: 27.12.2016
Tisk článku

Jádro -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 290 Kč
cena: 258 Kč
Jádro

Související články:

Nejen Slunce cyklicky mění svou aktivitu     Autor: Dagmar Gregorová (04.09.2010)
Japonsko ve stínu stálé hrozby     Autor: Dagmar Gregorová (25.03.2011)
Vnitřní jádro Země je teplejší o 1 000 stupňů Celsia     Autor: Stanislav Mihulka (30.04.2013)
Vnitřní jádro Země je mimo rytmus     Autor: Stanislav Mihulka (19.05.2013)
Souvisejí fáze Měsíce s načasováním největších zemětřesení?     Autor: Stanislav Mihulka (18.09.2016)



Diskuze:

Přepólování není katastrofa

Pavel A1,2016-12-28 10:30:48

K přepólování zemského magnetického pole dochází každých 200 000 až 300 000 let a v geologickém záznamu není ani náznak toho, že by to nějak ovlivňovalo život na zemi. Takže to strašení příštím přepólováním je jen žvást vhodný do těch nejbulvárnějších plátků honících takto čtenost, ale ne na web tvářící se vědecky.

Podle detailního studia záznamů magnetického pole v horninách během přepólování to vypadá, že se změní dipólový magnetický moment na multipólový a pak zpět na dipólový, ale opačně orientovaný. Intenzita magnetického pole klesne při tom maximálně na polovinu a to je stále dost na to, aby nás ochránilo před kosmickým zářením. Intenzivnější zasažení povrchu Země kosmickým zářením může být pouze lokální v okolí pólů, ale ani pro to se nenašly důkazy v geologickém záznamu.

Odpovědět


Re: Přepólování není katastrofa

Michal Kára,2016-12-28 13:51:06

Což o to, životu jako takovému to třeba neublíží, ale otázka je, co to udělá s našimi elektrickými a elektronickými systémy.

Odpovědět


Re: Re: Přepólování není katastrofa

Josef Šoltes,2016-12-28 17:31:57

Nepředpokládal bych něco zásadního u těch pozemních. Spíše bych se bál o ty vesmírné, ale ty jsou proti podobným věcem docela stíněné. Ono to nebude tak hrozné.

Odpovědět


Re: Re: Re: Přepólování není katastrofa

Michal Kára,2016-12-28 23:06:43

Pokud by přišla sluneční erupce jako v roce 1859, tak bychom měli s naší závislostí na elektronice dost problémy. A když bude pole oslabené, tak na stejné problémy bude stačit slabší erupce, která je pravděpodobnější.

Odpovědět


Přepólovat Nás však chtějí Jejich prezidenti!

Josef Hrncirik,2016-12-29 07:10:36

Odpovědět


Vygůglil jsem si energii magnetického pole

Josef Hrncirik,2016-12-29 10:44:50

2E=B*B*V/mí0
z mapy odhadl střední B 50 uT a ekvivalentní objem magnetického pole Země vzal jako objem koule dvojnásobné.
Vyšlo mi směšných 35 MJ, tj. cca 9 kg TNT.
Podělil jsem to povrchem Země a vyšlo mi, že 1 m2 průřezu cívky při při zániku geomagnetického pole zkratuje energii 6,8 J/m2.
Pokud zánik proběhne za 1 Soudný Den, bude to generovat výkon 0,79 pW/m2.
Jak velké blesky to vyvolá?
Kde udělali soudruzi z BDR chybu?

Odpovědět


nenapsali 68 nJ/m2

Josef Hrncirik,2016-12-29 14:23:15

Odpovědět


Re: Vygůglil jsem si energii magnetického pole

Stanislav Florian,2016-12-29 14:32:04

Pane Hrnciriku, článek nenavozuje Soudný den, ale možné poruchy magnetosféry. Očekává, že je známo, že mohou nastat telekomunikační závady a narušení elektrických rozvodů. Dále sluneční vítr by mohl oslabit atmosféru.
Nejde o energii magnetické pole navíc počítaného jako pole solenoidu.
http://www.studopory.vsb.cz/studijnimaterialy/Fyzikaprobakalare/PDF/3_09_Energie_mag_pole.pdf
Zjednodušeně energie mag. pole E = (B*H)/2 .
Sluneční vítr by bez magnetického pole odvál část atmosféry, to by dlouhodobě ohrozilo život na Zemi.
Jde o to, že magnetické Země pole odklání částice slunečního větru ( hlavně protony)- ( Wiki) :Nabité částice musí při svém pohybu sledovat siločáry magnetického pole. Magnetosféra tedy plní ochrannou funkci, bez které by život na povrchu planety nebyl možný.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Slune%C4%8Dn%C3%AD_v%C3%ADtr
Způsobuje ionizaci zemské atmosféry, která se projevuje výskytem polární záře, poruchou příjmu na krátkých rádiových vlnách (Dellingerův efekt) či kolísání a výpadky v elektrické síti.... Pomocí detektoru částic na sondě NASA Polar bylo rovněž dokázáno, že sluneční vítr je zodpovědný za únik zemských plynů, zejména kyslíku.

Odpovědět


To vše je nesporně pravda. Proto

Josef Hrncirik,2016-12-29 15:54:56

je asi důležité, jak velké jsou ev. smyčky sítě a časová změna magnetického ev. el. pole nad Zemí v okamžiku nejprudší magnetické bouře.
Stačí pro postrašení rekordní dB/dt z černé kroniky.
Taky by mohl někdo odhadnout, jak rychle by sluneční vítr odsával atmosféru bez mag. pole.
Mohou pak sršet jiskry i z rovného, řekněme zapomenutého nerozkradeného telefonního vedení 4 km mezi vískami?

Odpovědět


Záchranné otázky

Josef Hrncirik,2016-12-29 16:02:51

a) Jakou efektivní relativní permeabilitu má Země či její jádro?
b) Jaký příkon je nutný k udržování zem. mag. pole?
c) Jak to ev. brzdí? rotaci Země?

Odpovědět


Re: Přepólování není katastrofa

Pavel Vrábl,2016-12-28 13:53:04

Já nevím, jak jste ten článek četl, ale já v něm žádné strašení z přepólování nenašel. Jestli se Osel snaží tvářit vědečtěji než New Scientist, to nevím, ale připadá mi, že jste nejspíš schopen popsat co zkoumají na University of Leeds, podrobněji. Pak ale nechápu tu skromnost schovávání se za A1 ?

Odpovědět

kvadrupolové pole

Stanislav Florian,2016-12-27 22:39:23

Po (dočasném) vypnutí dipólového magnetické pole nebude magnetické pole Země nulové, zbude kvadrupolové pole, které tvoří myslím 13 % ( ??) magnetismu Země.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace