Zemské jádro máme doslova pod našima nohama. Přesto je to pro nás vzdálený svět, o němž toho víme nejspíš méně, nežli o jiných planetách Sluneční soustavy. Vědci na tom ale pracují a zásobují nás pozoruhodnými novinkami. Nedávno vyšlo najevo, že z roztaveného a extrémního jádra Země nejspíš uniká železo, v podobě těžších izotopů.

 

Zjistil to Charles Lesher z americké University of California, Davis a dánské Aarhus University, se svými kolegy, kteří studovali chování železa v nitru naší planety. Jejich výzkum, který nedávno zveřejnil časopis Nature Geoscience, by podle Leshera mohl přispět k pochopení stále nepříliš jasných procesů v oblasti zemského jádra a zemského pláště.

 

Podle toho, co o zemských hlubinách víme, se zhruba v hloubce 2 900 kilometrů nachází rozhraní mezi spíše pevným zemským pláštěm a v podstatě kapalným zemským jádrem. V oblasti tohoto rozhraní přitom výrazně klesá teplota prostředí. Mezi více žhavým jádrem a studenějším pláštěm Země se liší teplota o více než 1 tisíc °C. Lesherův tým tvrdí, že těžší izotopy železa migrují směrem vzhůru ze zemského jádra do chladnějšího prostředí zemského pláště. Lehčí izotopy železa přitom míří na opačnou stranu, tedy do jádra Země. Díky tomu vy se měl do zemského pláště dostávat materiál z jádra, který je obohacený o těžší izotopy železa. Jednotlivé izotopy železa i dalších prvků se navzájem liší počtem neutronů. Z toho je možné odvodit i hmotnost jednotlivých izotopů.

Porozumění fyzikálním a chemickým procesům, které se odehrávají na rozhraní mezi zemským jádrem a pláštěm, je významné pro analýzy a interpretace seismických „snímků“, které vědci získávají díky seismickým vlnám, procházejícím skrz planetu.

 

Rozhraní mezi zemským jádrem a pláštěm je pochopitelně dost nepřístupné. Lesher a spol. analyzovali pohyby izotopů železa v oblastech nitra Země o různých teplotách pomocí experimentů, prováděných za vysokých teplot a tlaků. Jejich závěry by mohly například objasnit, proč je v horninách zemského pláště vyšší obsah těžších izotopů železa, nežli v chondritech, primordiálních meteoritech z období vzniku Sluneční soustavy. Pokud má Lesherův tým pravdu, tak to znamená, že těžší izotopy železa prosakují z jádra do zemského pláště po miliardy let.

 

Počítačové simulace ukázaly, že materiál ze zemského jádra se může dostat až na samotný povrch planety. Stačí, když se přimíchá do plášťových chocholů, čili proudů horkého materiálu, které stoupají vzhůru zemským pláštěm a vytvářejí tam horké skvrny. Je docela dobře možné, že láva, kterou vychrlí sopky oceánských horkých skvrn, jako třeba na Havajských ostrovech, obsahuje větší množství těžších izotopů železa, které tam doputovaly až z jádra planety.

 

Literatura

UC Davis 13. 4. 2020.

Nature Geoscience online 6. 4. 2020.