V hlubinách tečou řeky roztaveného železa. Kredit: Brocken Inaglory / Wikimedia Commons.

Je to jako sen pradávného božstva. V hlubinách Země se valí neuvěřitelný proud roztaveného železa, který je žhavý skoro jako povrch Slunce. Přitom to ale není žádná fantazie. Přesně takový proud železa teď vědci objevili ve hloubce 3 tisíce kilometrů pod severní polokoulí. Být na povrchu planety, rozhodně bychom ho nepřehlédli. Jeho šířka činí kolem 420 kilometrů a v současné době proudá rychlostí 40 až 45 kilometrů za rok, směrem ze Sibiře k Evropě. Tento proud je podle našich znalostí asi tak třikrát rychlejší, než jak obvykle proudí polotekutý materiál ve vnějším jádru Země.

Phil Livermore. Kredit: University of Leeds.

Kde se takový proud vzal? Vědci zatím nemají hodnověrné vysvětlení. Vedoucí týmu objevitelů Phil Livermore z britské Univerzity v Leedsu a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že jde o fenomén, který se v hlubinách objevil už před miliardou let, a který může přispět k našemu pochopení vzniku životně důležitých magnetických polí naší planety. Bez tohoto přírodního magnetického štítu, jehož provoz nás nic nestojí, bychom byli vydáni na pospas slunečnímu vichru a kosmického záření.

Satelity Swarm zkoumají toky roztaveného železa ve vnějším jádru. Kredit: ESA.

Podle Livermorea je to fantastický objev. Podle něj jsme sice věděli, že rozžhavená hmota ve vnějšímu jádru planety rotuje, ale až teď získáváme představu, jak to tam vlastně vypadá. K objevu řeku roztaveného železa zásadním způsobem přispěla trojice satelitů Swarm, které v roce 2013 vypustila na oběžnou dráhu Evropská kosmická agentura ESA. Z oběžné dráhy měří odchylky magnetického pole, které „vidí“ až do hloubky 3 tisíc kilometrů pod povrch planety, tedy do míst, kde se roztavená hmota vnějšího jádra setkává se zemským pláštěm. Livermore a jeho spolupracovníci z dat sond Swarm odfiltrovali magnetická pole z magnetosféry i ze zemské kůry, a získali zatím nejvíce zřetelný obraz magnetických polí na hranici mezi pláštěm a vnějším jádrem planety.

Vypuštění satelitů Swarm na oběžnou dráhu. Kredit: ESA–P. Carril.

Magnetické pole Země je utvářeno pohybem roztaveného železa ve vnějším jádru, které obklopuje pevné vnitřní jádro. Proto se o vnějším jádru lze leccos dozvědět právě detailní analýzou magnetického pole planety. Objevu mohutné řeky roztaveného železa předcházelo sledování dvou masivních a neobvykle silných laloků magnetického toku (úhrnného toku magnetické indukce procházející určitou plochou). Tyto laloky pocházejí z rozhraní mezi vnějším jádrem a zemským pláštěm, z oblastí pod Kanadou, a pod Sibiří.
Pozorované laloky se pohybují, přičemž jejich pohyb mohl vyvolat jedině reálný pohyb roztaveného železa. Laloky tudíž pro Livermorea a spol. představují dobře viditelné značky, s nimiž lze sledovat pohyb mas roztaveného železa. Livermore to přirovnává ke sledování pohybu řeky v noci s pomocí plujících svíček. Vidíme jenom „svíčky“, tedy strukturu magnetického pole. Ale díky nim víme o pohybu „řeky“, čili mas roztaveného železa v hlubinách.

Proud roztaveného železa v zemských hlubinách. Kredit: New Scientist, University of Leeds.

Livermore a jeho kolegové se domnívají, že by v hlubinách jižní polokoule mohl téct podobný proud roztaveného železa. Problém je ale v tom, že vzhledem ke struktuře magnetického pole planety prý nelze takový proud vystopovat tak, jak to udělali Livermore a spol. na severní polokouli.

Magnetické pole Země není zcela stabilní. Podle toho, co víme, se v současné době zeslabuje, asi tak o 5 procent za století. Vědcům to nedá spát, jednak kvůli vědě, a pak také jako obyvatelům planety, která hodně spoléhá na svůj magnetický štít. Co když se najednou magnetické pole Země přepóluje? Nebo dokonce na nějaký čas vypne? Z historie víme, že se takové věci na Zemi občas stávají. Objev mohutné řeky roztaveného železa teď geofyzikům umožní lépe pochopit procesy, které ovládají magnetické pole Země, a také lépe předpovídat jeho budoucí vývoj. Rozhodně bychom jim měli držet palce.

Literatura
New Scientist 19. 12. 2016, Nature Geoscience online 19. 12. 2016.