V hloubce asi 2 890 kilometrů pod našima nohama se nachází hranice vnějšího jádra planety. Je to masivní vrstva kapalné hmoty, tvořené především železem a niklem, jejíž tloušťka je asi 2 400 kilometrů. Ve svém nitru ukrývá vnitřní jádro, které je pevné a představuje střed planety.
Ve vnitřním jádru panují spíše astrofyzikální než pozemské podmínky. Tlak se tam pohybuje kolem 330 až 360 gigapascalů, čili 3,3 až 3,6 milionů atmosfér, zatímco teplota dosahuje až asi 5 700 K, což odpovídá povrchu Slunce. Že vlastně chodíme po Slunci, by asi tušil jen málokdo.
Pokud jde o vnější jádro, tak tam jsou podmínky jen o něco méně pekelné. Hmotu drtí tlak 135 až 330 gigapascalů a teplota ji žhaví na 4 až 5 tisíc kelvinů. Právě takové podmínky nedávno v laboratoři napodobil tým, který vedl fyzik Sébastien Merkel z francouzské Université de Lille. Nedělali to pochopitelně jen tak pro zábavu. Snaží se o pochopení hlubin Země, které jsou pro nás vlastně exotičtější než cizí planety nebo hvězdy. V tomto konkrétním případě je rovněž zajímalo chování železa v uvedených podmínkách, především jeho strukturální deformace.
Železo za běžných podmínek krystalizuje v krychlové soustavě. Za extrémních tlaků vytváří krystaly v šesterečné (hexagonální) soustavě. Merkel a spol. zjišťovali, co se bude dít za ještě větších tlaků a za vysokých teplot, jako ve vnějším jádru. Badatelé si zašli do laboratoří SLAC National Accelerator Laboratory a tam pracovali se dvěma lasery. Optickým laserem pálili do mikroskopického vzorku železa, čímž vytvořili podmínky vnějšího jádra, konkrétně tlak 187 gigapascalů a teplotu 4 070 kelvinů.
Druhou a rozhodně náročnější částí bylo měřit atomární strukturu takto trápeného železa. Vědci k tomu použili rentgenový laser (Linac Coherent Light Source (LCLS) X-ray free-electron laser), s jehož pomocí mohli proměřit studovaný kousíček železa za miliardtinu sekundy. Z výsledných snímků zjistili, že krystaly železa reagují na ultraextrémní podmínky dvojčatěním (crystal twinning), tedy vznikem krystalů, které sdílejí část povrchu.
Výsledky výzkumu jsou velmi zajímavé pro geology, kteří modelují strukturu a chování hlubin Země i dalších vesmírných těles. Mají rovněž značný význam pro pochopení vesmírných srážek a dalších podobných jevů. Některé z modelů a hypotéz teď bude možné vyloučit. Pro nás ostatní je to exotický výlet do extrémních končin, které leží hluboko pod námi.
Literatura
Ve vnějším jádru Země teče obrovská řeka roztaveného železa
Autor: Stanislav Mihulka (27.12.2016)
Hlubiny Země skrývají ohromný poklad diamantů. Ale je nepřístupný
Autor: Stanislav Mihulka (17.07.2018)
Nový výzkum potvrzuje, že vnitřní jádro Země je pevné, i když ne zase moc
Autor: Stanislav Mihulka (24.10.2018)
Ze zemského jádra unikají těžké izotopy železa
Autor: Stanislav Mihulka (17.04.2020)
Diskuze:
Teorie
Pavel- Piskač,2021-11-15 07:34:22
Hm, ty názory o jádru jsou asi jen neověřitelné teorie. Kdosi cosi spočítal a ono se tomu věří.
Pokud mám pravdu, pak je třeba se vyjadřovat přesně - tedy pomocí slov ASI, MOHOU, SE DOMNÍVÁME, ...
Tlak ve stredu zeme
Petr Bartoš,2021-11-14 06:42:47
Mohu se nekoho seriozne zeptat co zpusobuje tak veliky tlak ve stredu zeme? Ve stredu zeme preci gravitacni sila musi byt v rovnovaze a tudiz v podstate neco jako stav bez tize. Cim je tedy ten tlak zpusoben?
Re: Tlak ve stredu zeme
Vladimír Pýcha,2021-11-14 08:57:20
Máte pravdu v tom, že v samotném středu Země se gravitace z opačných směrů vyruší a je tedy nulová.
Tlak je tam ale nejvyšší, protože i hmota na opačných stranách Zeměkoule se snaží přitáhnout k sobě a tlak se nevyrušuje, ale sčítá. Nemáte tam místnost, která by Vás izolovala od okolního tlaku, nehledě na teplotu, která by stavební materiál nejspíš roztavila.
Re: Re: Tlak ve stredu zeme
Florian Stanislav,2021-11-14 09:45:02
https://cs.wikipedia.org/wiki/Zemsk%C3%A9_j%C3%A1dro
"Pevné vnitřní jádro je tvořeno pevným skupenstvím zmiňovaného železa a niklu. Jeho vznik (před 1 až 1,5 miliardou let)[1] je vysvětlován gravitační krystalizací původní taveniny. Zkrystalizovalo možná před 0,5 miliardou let.[2] Do dnešního dne není přesně známo, zdali bylo jádro roztaveno zcela, anebo jenom jeho část, ale v současnosti se spíše předpokládá, že bylo celé roztaveno v období planetisimál."
Můj názor:
a) Tlak ve středu Země nezávisí na tom, jestli je skupenství pevné nebo kapalné. Tlak je stejný i v úterý a ve čtvrtek.
b) Tlak přesně ve středu Země není nulový. Nehledě na to, že vnitřní jádro neodpovídá kulovému tvaru, ale je zploštělé, odpovídá tedy spíše elipsoidu. Takže s přesným středem Země to nebude jednoduché.
c) Když vezmu železný plát na kovadlinu a udeřím ocelovou palicí, proběhnou síly akce a reakce ( ve stejnou dobu, stejně veliké a opačného směru ), plát zůstane na místě, síly akce a reakce se vynulují někde uprostřed plátu. Kdyby tam byl tlak nulový, tak se tam plát rozpadne v podstatě na dva tenčí pláty.(??)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
