Struktury na pomezí pláště a jádra. Kredit: Doyeon Kim / University of Maryland.

Hlubiny Země máme doslova pod nohama. Přesto jsou pro nás vzdálené jako nějaká cizí galaxie. Jsou jako cizí, extrémní svět, a stále před námi skrývají nejedno tajemství. Tým geofyziků americké University of Maryland nedávno analyzoval tisíce záznamů seizmických vln, aby s jejich pomocí prozkoumali prostředí na rozhraní mezi roztaveným jádrem planety a zemským pláštěm.

Doyeon Kim. Kredit: University of Maryland.

Čekalo je tam překvapení. Kolem zemského jádra zřejmě existují velké a četné heterogenní struktury, které odpovídají oblastem s neobvykle horkou a hustou horninou. Něco takového nečekali. Doyeon Kim a jeho spolupracovníci si rovněž nejsou jistí, jaké mají tyto struktury složení. Teď se na ně zaměří výzkum, protože by nám mohli prozradit leccos zajímavého o geologických procesech v zemských hlubinách, deskové tektonice a o tom, jak vlastně vypadá evoluce planety.

Kim a spol. se soustředili na ozvěny seismických vln, které putovaly pod Tichým oceánem. Jejich analýza odhalila doposud neznámou hlubinnou strukturu pod Markézami, exotickými vulkanickými ostrovy ve Francouzské Polynésii. Zároveň se ukázalo, že již známá struktura pod Havajskými ostrovy je ve skutečnosti větší, než jsme si mysleli.

Geologové těmto strukturám říkají zóny ultranízkého pohybu ULVZ (ultralow-velocity zones). Jde o oblasti s velký hustým a horkým materiálem, které se nacházejí na bázích plášťových chocholů, kde od rozhraní mezi jádrem a pláštěm stoupá horký materiál směrem vzhůru. Když se takový plášťový chochol dostane na povrch, vytvoří vulkanické horké skvrny.

SPUSTIT ANIMACI

Co prozrazují seismické vlny? Kredit: University of Maryland.

Výzkum Kimova týmu přinesl doposud nejvíce obsáhlý pohled na rozhraní mezi zemským jádrem a pláštěm, v detailním rozlišení. Badatelé zpracovali tisíce ozvěn seismických vln a získali díky tomu nový pohled na toto extrémní prostředí. Ukazuje se, že na rozhraní mezi jádrem a pláštěm existuje celá řada struktur, o nichž jsme nevěděli.

Analýzy velkého počtu seismických vln bývají velmi náročné. Kim s kolegy proto využili služeb umělé inteligence Sequencer, s jejíž pomocí analyzovali asi 7 tisíc seismogramů. Tyto seismogramy pocházejí ze stovek zemětřesení magnituda 6,5 a silnějších, která se odehrála v letech 1990 až 2018. Pozoruhodné přitom je, že Sequencer byl původně vytvořen pro hledání dat a vzorů v záření hvězd a galaxií. Seismologové ale vlastně řeší podobné problémy a astrofyzikální inteligence tudíž nalezla uplatnění v průzkumu hlubin Země.

Kimův tým odhalil ozvěny u zhruba 40 procent všech zkoumaných seismických vln. To bylo velmi nečekané. Vědci původně předpokládali, že ozvěn detekují mnohem méně, že budou v podstatě vzácné. Velký počet ozvěn znamená, že na rozhraní mezi jádrem a pláštěm jsou velké anomální struktury nikoliv výjimečné, ale spíše běžné.

Literatura

University of Maryland 11. 6. 2020.

Science 368: 1223-1228.