Otkrivena misteriozna struktura skrivena unutar Zemljinog jezgra

Naučnici su otkrili ogromnu strukturu u obliku krofne zakopanu hiljadama kilometara ispod naših nogu. Istraživači sa Australijskog nacionalnog univerziteta koristili su seizmičke talase izazvane zemljotresima, da bi zavirili u misteriozno istopljeno jezgro Zemlje.

Prateći putanju ovih talasa kroz planetu, istraživači su pronašli region debeo nekoliko stotina kilometara gde su talasi putovali dva procenta sporije nego inače. Ova struktura nalik na krofnu proteže se paralelno sa ekvatorom, u prstenu oko ivice tečnog spoljašnjeg jezgra i mogla bi da bude odgovorna za pokretanje zaštitnog magnetnog polja naše planete.

„Magnetno polje je osnovni sastojak koji nam je potreban da bi se život održao na površini naše planete”, kaže profesor Hrvoje Tkalčić, 54, hrvatski i australijski geofizičar, glavni autor studije.

Podzemna krofna

Do sada se smatralo da se Zemlja sastoji od četiri glavna sloja: površinske kore, poluotopljenog omotača, spoljašnjeg jezgra od tečnog metala i unutrašnjeg jezgra od čvrstog metala. Kada kretanje tektonskih ploča u kori stvara zemljotrese, oni proizvode vibracije koje se šire kroz sve ostale slojeve Zemlje. Koristeći svetsku mrežu seizmografskih stanica, istraživači mogu da vide kako se talasi šire i da daju predviđanja o uslovima ispod površine.

Naučnici obično posmatraju samo velike, moćne frontove talasa koji putuju oko sveta u prvih sat vremena nakon zemljotresa. Profesor Tkalčić i njegov saradnik dr Sjaolong Ma, međutim, uspeli su da otkriju novu strukturu, proučavajući blede tragove koje su ostavili seizmički talasi mnogo sati nakon početnog potresa, piše Dejli mejl.

Ova metoda je otkrila da se seizmički talasi koji putuju u blizini polova kreću brže od onih blizu ekvatora. Upoređujući svoje rezultate sa različitim modelima unutrašnjosti Zemlje, profesor Tkalčić i dr Ma su otkrili da se to najbolje objašnjava prisustvom ogromnog podzemnog ‘torusa’, odnosno područja u obliku krofne.

Oni predviđaju da se ovaj region nalazi samo na niskim geografskim širinama i da ide paralelno sa ekvatorom blizu plafona spoljašnjeg jezgra, gde se tečni deo susreće sa plaštom.

„Ne znamo tačnu debljinu krofne, ali smo zaključili da ona doseže nekoliko stotina kilometara ispod granice jezgro-plašt”, kaže profesor Tkalčić.

Zahvaljujući ključnoj ulozi ovog sloja, njihovo otkriće, takođe, može imati duboke implikacije za proučavanje života na Zemlji i drugim planetama.

(Wikipedia)

Unutrašnji dinamo stvara magnetno polje Zemlje

Spoljno jezgro Zemlje ima radijus od oko 3.480 kilometara, što ga čini nešto većim od Marsa. Uglavnom napravljene od vrućeg nikla i gvožđa, konvekcijske struje povezane sa rotacijom Zemlje, teraju tečni metal u ovom sloju u dugačke vertikalne vrtloge koji se kreću u pravcu sever-jug, poput džinovskih vodenih izliva.

Na Veneri duvaju ozbiljni vetrovi

Vrtložne struje ovih tečnih metala deluju kao dinamo, napajajući Zemljino magnetno polje. Pošto je ova oblast krofne „lebdela“ do vrha tečnog spoljašnjeg jezgra, smatra se da bi mogla da bude bogata lakšim elementima, poput silicijuma, sumpora, kiseonika, vodonika ili ugljenika.

„Naši nalazi su zanimljivi, jer ova mala brzina unutar tečnog jezgra implicira da imamo visoku koncentraciju lakih hemijskih elemenata u ovim regionima, koji bi uzrokovali usporavanje seizmičkih talasa. Ovi svetlosni elementi, pored temperaturnih razlika, pomažu u mešanju tečnosti u spoljašnjem jezgru”, kaže profesor Tkalčić.

Bez tog kretanja, koji pokreće unutrašnji dinamo planete, Zemljino magnetno polje se možda ne bi formiralo. Bez magnetnog polja, površina planete bi bila izložena stalnom bombardovanju naelektrisanih čestica sa Sunca koje mogu da unište DNK živih bića.

Ova oblast u obliku krofne, zbog  toga, može da bude kritičan deo slagalice koji objašnjava zašto se život razvio na Zemlji i šta bismo mogli da tražimo na naseljivim planetama negde drugde.

„Naši rezultati bi mogli da promovišu više istraživanja o magnetnom polju i na Zemlji i na drugim planetama”, zaključuje dr Tkalčić.

Zemljino tečno gvožđe

Veruje se da se magnetno polje naše planete stvara duboko u Zemljinom jezgru. Niko nikada nije putovao do centra Zemlje, ali proučavajući udarne talase od zemljotresa, fizičari su uspeli da razrade njegovu verovatnu strukturu.

U srcu Zemlje nakazi se čvrsto unutrašnje jezgro, veliko kao dve trećine veličine Meseca, napravljeno uglavnom od gvožđa. Na 5.700 stepena Celzijusovih, ovo gvožđe je vruće koliko i površina Sunca, ali pritisak izazvan gravitacijom sprečava da postane tečno.

Oko ovog spoljašnjeg jezgra nalazi se sloj gvožđa, nikla i malih količina drugih metala debljine 2.000 kilometara. Metal je ovde tečan, zbog nižeg pritiska od unutrašnjeg jezgra. Razlike u temperaturi, pritisku i sastavu u spoljašnjem jezgru izazivaju konvekcijske struje u rastopljenom metalu dok hladna, gusta materija tone, a topla materija raste.

„Koriolisova sila”, izazvana okretanjem Zemlje, takođe, izaziva vrtložne struje. Ovaj tok tečnog gvožđa stvara električne struje, koje zauzvrat stvaraju magnetna polja. Naelektrisani metali koji prolaze kroz ova polja nastavljaju da stvaraju sopstvene električne struje, i tako se ciklus nastavlja. Ova samoodrživa petlja poznata je kao geodinamo.

Spiralizacija izazvana Koriolisovom silom znači da su odvojena magnetna polja grubo poređana u istom pravcu, a njihov kombinovani efekat dovodi do stvaranja jednog ogromnog magnetnog polja koje guta planetu.

(Wikipedia/Andrew Z. Colvin)

Pet slojeva Zemlji

Naša planeta sastoji se od pet koncentričnih slojeva različitog sastava.

Kora: Do dubine do 70 km, spoljašnju sloj Zemlje, koji pokriva i okeanske i kopnene oblasti.

Plašt: Spuštajući se do 2890 km ka centru ispod kore, ovo je najdeblji sloj na planeti i napravljen je od silikatnih stena bogatih gvožđem i magnezijumom.

Spoljno jezgro: Do dubine od 5.150 km, ovaj sloj je napravljen od tečnog gvožđa i nikla sa lakšim elementima u tragovima.

Unutrašnje jezgro: Spuštajući se do dubine od 6.370 km, oko samog centra Zemlje, smatra se da je ovaj sloj napravljen od čvrstog gvožđa i nikla.

Najdublje jezgro: Unutar unutrašnjeg jezgra, centar planete Zemlje čini čvrsto gvožđe u različitoj, ali nepoznatoj strukturi u odnosu na unutrašnje jezgro.