Jsme v době zhruba před 4,57 miliardy let a rodí se naše planeta. Do protoplanety, která neustále roste, narážejí další a další tělesa. Jak se její objem zvětšuje, roste i její gravitace a přitahuje tělesa stále hmotnější. Zvyšuje se tím nejen intenzita nárazů, ale i množství tepla, které při nich vzniká a které taví její povrch. Naše Země se na čas stává žhavou koulí s oceány plnými magmatu…
Jak to nejspíš bylo…
Látky, z kterých byla tvořena Země a dopadající tělesa, se vlivem nesmírně vysokých teplot začaly oddělovat. Těžší prvky jako železo a jiné kovy klesaly ke středu, zatímco lehčí zůstávaly na povrchu. Některé planetesimály obsahovaly i vodu, která se ihned po dopadu vypařila a stoupala s jinými plyny vzhůru, kde vytvořila hustá mračna. Hovoříme o prvotní atmosféře. Jak se postupně zmenšoval počet dopadajících těles na planetu, oceán magmatu vychládal. Začala klesat i teplota prvotní atmosféry, a když dosáhla „pouhých“ 300 stupňů Celsia, přišel první déšť. Ten se po dopadu na horký zemský povrch sice okamžitě odpařil, ve vyšších vrstvách ale opět voda zkondenzovala a tvořila další mraky. To se opakovalo tak dlouho, dokud se nevytvořily první oceány a cyklus se neustálil na dnešním „koloběhu vody na Zemi“.
Neprobádané hlubiny Země
Tak alespoň vypadá nejuznávanější scénář vzniku naší planety. I dnes, v 21. století, má ale řadu bílých míst. Především zatím nevíme, jak vlastně vzniklo jádro Země, a jelikož se do něj zatím neumíme „podívat“, nejistota panuje i kolem jeho přesného složení a vlastností. Teorií o vzniku jádra proto existuje více, ale dvě z nich jsou nejdůležitější.
Takzvaný homogenní model říká, že když se ze sluneční mlhoviny tvořila Země, byl materiál všude stejný. Potom se těžké prvky jako železo a nikl začaly „potápět“ ke středu Země, kde vytvořily tekuté jádro. Jak se následně ochlazovalo a stlačovalo, tekuté železo začalo krystalizovat a tvořit strukturu vnitřního jádra.
Druhý, heterogenní model, předpokládá, že různé části Země byly utvářeny z rozdílných částí sluneční mlhoviny. Nejprve tak bylo utvořeno jádro, a pak se kolem něho začaly shromažďovat vnější materiály.
Dnes víme, že jádro Země se skládá z pevného vnitřního jádra o průměru asi 2400 km a tekutého vnějšího jádra o průměru asi 7000 km. Nedávné výzkumy pak potvrdily, že uvnitř vnitřního jádra se nachází ještě „nejvnitřnější jádro“ – jadérko o průměru asi 1180 km! Do těchto hlubin Země se zatím umíme ponořit jen prostřednictvím studia průchodu seizmických vln středem Země. Tak silné vlny ovšem dokážou vygenerovat jen silná zemětřesení, proto je před vědci ještě mnoho mravenčí práce při podrobném sledování a vyhodnocování těchto jevů.
Ve výzkumu pomohla zemětřesení
V jadérku jsou podle geologů z univerzity v americkém Illinois, Xiaodonga Songa a Xinlei Sun, jinak zarovnané krystalky železa než v ve vnější části vnitřního jádra. „Nejvnitřnější jádro mohou tvořit jiné fáze krystalického železa, nebo mají odlišný model zarovnání,“ řekla Xinlei Sun.
Seizmické vlny pomáhají i bádání vědců z Rice University pod vedením Fenglin Niu, docenta geologických věd. Jejich výzkum potvrzuje, že zemské jádro se skládá ze železných krystalků, které mohou být poskládány různým směrem.
Ke studii, zveřejněné v roce 2008, použili vědci z Rice University výsledky ze dvou hlubinných zemětřesení – z června roku 2004 v Indonésii a z března roku 2005 v Argentině. Sledovali je na seizmografech v Číně a ve Venezuele, takže seizmické vlny nutně musely projít přes jádro planety.
Jak již bylo řečeno, výsledky ukazují na existenci části jádra, které má svou vlastní strukturu. Niu se však domnívá, že má rozměry pouhých několika stovek kilometrů v průměru. Co je však podstatné pro studium vzniku planety Země (respektive jejího jádra), je, že nejdříve vzniklo jadérko a zbytek vnitřního jádra by byl výsledkem tuhnutí, které kolem něj probíhalo.
„Takže heterogenní model je jedním z možných výkladů, ale mohou existovat i jiné ,“ řekl Niu.
Kdy bylo jádro hotové?
I to je poměrně zapeklitý problém. Vědci si v tomto případě berou na pomoc projevy magnetického pole Země. Za magnetické pole je totiž odpovědné mohutné proudění ve vnějším tekutém jádru. Nedávno se podařilo najít důkazy o tom, že v prekambriu magnetické pole ještě neexistovalo. Jako prekambrium se přitom označuje prvotní období ve vývoji Země, začínající vznikem zemské kůry a končící před 600 až 570 miliony let nástupem doby kambria, z které již máme mnoho fosilií. Celkové trvání prekambria se blížilo asi 4 miliardám let.
Neexistence magnetického pole v prekambriu by znamenala, že vnitřní jádro se začalo formovat nejdříve před miliardou let!
Problémy s vodou
Dalším otazníkem je, proč na Zemi vznikly oceány. Podobně jako Země totiž nejspíš vznikaly i ostatní terestrické planety. Proč nevznikly oceány také tam? Buď vlivem intenzivnějšího slunečního záření, slabší gravitace planety, vyšší teploty či kombinací všech těchto vlivů…
K pochopení toho, kde a kdy se vlastně na Zemi vzala voda (oceány), přispěl i výzkum NASA a E. Bruce Watsona z Polytechnického institutu v New York a T. Marka Harrisona z Australské národní university v Canbeře (?). Předmětem jejich bádání se staly krystaly zirkonu, nejstaršího známého minerálu na Zemi. Stáří vzorků nalezených v Jack Hills v Austrálii bylo stanoveno na přibližně 4,5 až 4 miliardy let, pocházely tedy z raného období historie Země. Vědci vycházeli z faktu, že teplota, při které horniny tají, ukazuje na podmínky, při kterých se tvořily. Horniny, které by vznikly následkem tepelné energie při dopadu meteoritů a byly by přitom při svém vzniku zcela suché, by tály při teplotách větších než 900 °C. Jenomže studie ukázala, že tyto horniny tály při teplotě kolem 690 °C. Znamená to, že jako katalyzátor tu musela působit voda, a to dokonce ve velkém množství. Kapalná voda tedy musela být na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti už asi před 4,3 miliardy let!
Zdroj: 21.STOLETÍ EXTRA
