Divoká reakce s vodou na rozhraní jádra a pláště. Kredit: Dan Shim/ASU.

Když vidíte Zemi, která se jako modrý démant vznáší v temnotě vesmíru, působí dojmem planetárního bazénu, který láká ke koupeli. Jenomže tenhle bazén Sluneční soustavy není tak neprodyšný, jak vypadá. Mezinárodní výzkumný tým nedávno zjistil, že voda z povrchu Země prosakuje do hlubin. Podle všeho opravdu hluboko.

Yongjae Lee. Kredit: Yonsei University.

Yongjae Lee z jihokorejské Yonsei University a jeho spolupracovníci možná vyřešili jednu letitou geologickou záhadu. Seismologové před pár desítkami let zjistili, že vnější jádro Země je obalené specifickou vrstvou o mocnosti pouhých pár set kilometrů, podle nepříliš známé klasifikace z poloviny 20. století geofyzika Keitha Edwarda Bullena z University of Sydney označované jako E prime layer (E’). Původ této vrstvy byl až doposud záhadou.

Lee a spol. dospěli k závěru, že voda z povrchu Země po miliardy let prosakuje až k zemskému jádru, nejspíš v souvislosti s deskovou tektonikou.

Voda je zřejmě významným hráčem v hlubinách. Kredit: Yonsei University.

V oblasti rozhraní mezi silikátovým zemským pláštěm a vnějším jádrem, což je koule tekutého železa a niklu, v hloubce 2 891 kilometrů pod našima nohama, povrchová voda reaguje s vnějším jádrem a vytváří zmíněnou doposud záhadnou vrstvu.

Vědci se samozřejmě nedostali k vnějšímu jádru. To pro nás asi ještě dlouho zůstane zhola nepřístupné. Udělali ale extrémní experimenty, v nichž za vysokých tlaků simulovali reakci povrchové vody s vnějším jádrem. Použili k tomu výkonné urychlovače zařízení Advanced Photon Source v amerických laboratořích Argonne National Lab a také PETRA III, součásti německého DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron).

V těchto experimentech vznikla tenká vrstva bohatá na vodík a chudá na křemík , méně hustá než vnější jádro, jejíž vlastnosti odpovídají představám seismologů o vrstvě E’. Rovněž docházelo k reakci vody s křemíkem a vznikaly krystaly křemene, které se v reálné situaci začleňují do zemského pláště.

Jak uvádí Leeův kolega Dan (Sang-Heon) Shim, vědci dlouho věřili, že mezi vnějším jádrem a zemským pláštěm probíhá jen minimální výměna materiálu. Jejich výzkum ale ukázal, že to mu je právě naopak. Mezi jádrem a pláštěm podle všeho probíhá intenzivní výměna a vnitřek planety je dynamičtější, než bychom řekli. Také vyšlo najevo, že globální cyklus vody je mnohem rozsáhlejší, než se zdálo a sahá až k zemskému jádru.

Video: What's happening to Earth's core? - Shannon Odell

Literatura

Arizona State University 13. 11. 2023.

Nature Geoscience online 13. 11. 2023.