Nauka  / Artykuł

Jądro Ziemi jest bardziej skomplikowane, niż myśleliśmy. Nowe odkrycie może wyjaśnić wędrówkę biegunów magnetycznych

Naukowcy z Uniwersytetu Maryland odkryli nieznane dotąd, ogromne struktury na powierzchni jądra naszej planety. W badaniach brała udział sztuczna inteligencja.

Można mieć pewne wątpliwości, czy badania przeprowadzone przez zespół kierowany przez doktora Doyeona Kima zakończyły się pełnoprawnym odkryciem. Jądro Ziemi to obszar, który nadal kryje w sobie wiele zagadek. O wysłaniu tam sondy badawczej, która byłaby w stanie dostarczyć nam próbki pobrane z morza płynnych metali i skał, możemy co najwyżej pomarzyć. Pozostają nam zatem inne, mniej inwazyjne metody.

Zespół Kima postawił na przykład na badania echa procesów zachodzących w jądrze naszej planety i tzw. płaszczu ziemskim, czyli warstwie o grubości ok. 2,9 tys. km, która oddziela powierzchniową ziemską skorupę od jądra. W badaniach prowadzonych na Uniwersytecie Maryland skupiono się jednak na samym jądrze.

Jądro Ziemi - największy elektromagnes na świecie

Jądro Ziemi dzieli się na dwie strefy - jądro wewnętrzne, które według aktualnych teorii naukowych zbudowane jest z zastygłego metalu i jądro zewnętrzne pod postacią oceanu płynnego żelaza i niklu, którego głębokość szacowana jest na ok. 2 tys. km.

To właśnie warstwa zewnętrzna odpowiada za utrzymywanie pola elektromagnetycznego Ziemi, które chroni nas przed zgubnym wpływem kosmicznego promieniowania. Pole elektromagnetyczne generowane jest przez nieustający ruch ogromnych mas płynnego metalu. Ruchy te odpowiadają też za przemieszczanie się biegunów magnetycznych Ziemi.

Co odkryli naukowcy?

Badacze z Maryland przeanalizowali 7 tys. zapisów drgań wewnętrznych warstw naszej planety, wywołanych przez trzęsienia ziemi. Analiza danych odbyła się za pośrednictwem algorytmu maszynowego uczenia się o nazwie Sequencer, stworzonego przez specjalistów z Uniwersytetu Telawiwskiego i Uniwersytetu Johna Hopkinsa. Analiza komputerowa pozwoliła badaczom na uzyskanie ogromnej ilości danych dot. charakterystyki samych drgań.

— Dzięki ilości danych, które udało się nam uzyskać, mogliśmy stworzyć bardzo szczegółowy obraz wewnętrznych warstw naszej planety. Bardziej szczegółowy niż kiedykolwiek - mówi doktor Doyeon Kim, główny autor badania opublikowanego w magazynie Science.

Ta ogromna ilość danych pozwoliła na odkrycie różnic w charakterystyce zarejestrowanych drgań. Na podstawie tych różnic z kolei, zespół dra Kima ustalił, że na granicy zewnętrznego jądra i płaszcza Ziemi muszą występować nieznane dotąd nauce struktury w postaci gęstych obszarów gorących skał. Najwięcej takich struktur, przynajmniej według danych przeanalizowanych przez Sequencera, występuje pod dnem Pacyfiku, ze wskazaniem na obszar Markizów i Hawajów.

Badania te pozwolą na lepsze zrozumienie procesów zachodzących w jądrze naszej planety

Być może geologia nie jest postrzegana jako najciekawszy dział nauki, jednak dalsze (nomen omen) zgłębianie wiedzy na temat procesów, które zachodzą wewnątrz ziemskiego jądra, może przyczynić się do zrozumienia procesów mających wpływ na ziemskie pole elektromagnetyczne, bez którego życie na naszej planecie nie byłoby takie bezproblemowe.

I nie są to dywagacje czysto teoretyczne. Wiemy już, że w przeszłości ziemskie bieguny magnetyczne zmieniały swoje położenie. Co dzieje się w trakcie tego zjawiska, zwanego przebiegunowaniem Ziemi? Jej zwiastunem jest zazwyczaj osłabienie lub prawie kompletny brak pola magnetycznego i przesuwanie się biegunów. To, co się dzieje później, jest dość nieprzewidywalne. Możliwe, że przez jakiś czas Ziemia nie będzie miała ustalonych biegunów magnetycznych. Możliwe, że będą one w losowych miejscach na jej powierzchni albo że będzie ich więcej niż dwa – powodując o wiele większą złożoność pola magnetycznego Ziemi (zamiast prostej dipolowości).

O wcześniejszych zmianach biegunów wiemy między innymi z namagnesowania warstw skał osadowych. Niektóre ze „zamian” biegunów nazywamy pełnymi – ostatnie takie zdarzenie odbyło się 780 tys. lat temu i nazwane zostało zdarzeniem Bruhnes-Matuyama. Inne z przebiegunowań nazywamy zaś tymczasowymi – ze względu na to, że względnie szybko bieguny powróciły do dawnych miejsc. Ostatnie takie zdarzenie miało miejsce 41 tys. lat – tzw. zdarzenie Laschamp. Zmiana biegunów trwała „zaledwie” 250 lat, by następnie powrócić do poprzedniego stanu.

Oznacza to, że nasz gatunek przeżył co najmniej już dwa przebiegunowania. Wtedy jednak byliśmy jeszcze nieucywilizowaną i niezależną od technologii rasą. Co stałoby się teraz, gdyby nasza planeta ponownie postanowiła zamienić ze sobą bieguny? W odpowiedzi na to pytanie jest bardzo dużo niewiadomych, zaczynając chociażby od tempa samego procesu przebiegunowania. Taki proces na pewno spowodowałby całą masę problemów związanych z komunikacją, działaniem telefonów, internetu i satelit, gdyż większość systemów elektronicznych, na których polegamy na co dzień, nie jest gotowa na tak dużą zmianę.

Biorąc jednak pod uwagę to, że nawet najszybsze przebiegunowania zajmowały kilkaset lat, na pewno zdążylibyśmy się zaadaptować. Pytanie tylko, jak zrobić to w taki sposób, aby nie narobić sobie zbyt wielu problemów. I kiedy zacząć. Być może kontynuacja badań prowadzonych na Uniwersytecie Maryland pozwoli uzyskać odpowiedzi na to drugie pytanie. Magnetyczny biegun północny już jakiś czas temu rozpoczął swoją wędrówkę.

Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst