Zemské jádro skrývá ještě mnoho překvapení. Vzácný „superionický“ stav zaskočil nejednoho vědce

Nová studie ukázala, že jádro naší planety se nachází v mimořádně vzácném skupenství. Komunitu badatelů tato skutečnost zcela ohromila.

Zdroj fotografie: iStock

Samotné nitro naší planety má natolik zvláštní složení prvků, že je pevné i kapalné zároveň. Konkrétně jde o 1 220 kilometrů velikou kouli pohřbenou v hlubinách pod zemskou kůrou. Původním předpokladem bylo, že zemské jádro je pevné a jeho hlavní složkou je železo. To vytváří magnetické pole chránicí vše na povrchu před škodlivými složkami slunečního záření. Nové bádání však odhalilo, že směs uhlíku, vodíku a kyslíku je kapalná i pevná.

Specifická forma skupenství hmoty

Tzv. superionizovaný stav je skupenství podobné hmotě, plynu či kapalině, ale s některými rozdíly. Výsledky výzkumu publikovali v časopise Nature badatelé z ústavu geochemie Čínské akademie věd. „V laboratoři máme k dispozici více jak 200 chemických vzorků. Kombinace vodíku, uhlíku a kyslíku v hexagonálním těsném pouzdru ze železa se v hlubinných podmínkách transformuje do superiontového stavu.“

Zdroj fotografie: Depositphotos

„Vnitřní jádro je tedy právě v superiontovém, nikoli normálním pevném stavu, jak se dříve soudilo,“ uvádí výstup výzkumu. Tým došel k výsledku na základě počítačových simulaci. Skrze ně zkoumali, jaké kombinace prvků mohou šířit určitý tvar seismické vlny. Právě z podoby těchto vibrací mohli rekonstruovat, jaké procesy probíhají uvnitř planety. Zapojením kvantové mechaniky pak dovedli vysvětlit, jak reagují atomy a další částice.

Prostředí obrovského tlaku a teploty

Výsledná simulace kopírovala i podmínky intenzivního tlaku a teploty, které odpovídají zemskému jádru. Atomy železa jsou tudíž „pevné“, molekuly kyslíku, uhlíku a vodíku ale tvoří prvek podobný spíše kapalině. Přítomné slitiny se tak nachází právě v superiontovém stavu. Tuhnutí železa vytváří obal, který nemění pohyblivost lehkých prvků. Ty tak mohou uvnitř jádra kontinuálně proudit, což zcela mění naše chápání procesů zemského jádra.

Mezi tyto projevy patří sopečná činnost, magnetické pole Země a samozřejmě také zemětřesení. Samotný výzkum navazuje na dřívější studie, podle kterých není jádro planety složené pouze ze železa. Ukazuje se tak, že o nitru planety, a tudíž i o zmíněných procesech, na které má nevyhnutelně vliv, stále víme poměrně dost málo. Některé teorie pracují také s myšlenkou, že se právě vnitřek jádra otáčí stejně rychle jako zbytek planety.

Kterému ze zmíněných zemských projevů jste byli nejblíže?

Zdroj: ScienceDirect