Geologická historie Země
Přihlásit se
Geologická historie Země (11/19) · 5:50

Jak víme o existenci zemského jádra Zastínění S-vln a způsob šíření P-vln prokazují existenci zemského jádra

Navazuje na Hvězdy, černé díry a galaxie.
Jak tedy víme, že existuje zemské jádro, které má tekutou vnější část a pevnou vnitřní část? Přišli jsme na to pomocí metody, kterou použil Mohorovičić v roce 1909, když sledoval, jak se chovají seismické vlny nebo jestli je možné změřit seismické vlny v různých vzdálenostech od zemětřesení. Pokud v tomto bodě vznikne zemětřesení, tak říkáme, že je to úhel 0. Připomeňme si několik věcí. Vzpomeňme si, že P-vlny se mohou šířit čímkoli. Prostupují pevnými látkami, tekutinami i vzduchem. Šíří se v jakémkoli prostředí. Naopak S-vlny, S jako sekundární příčné vlny, se šíří pouze v pevných látkách. Když tedy v bodě 0 stupňů vznikne zemětřesení a máme po celém světě rozmístěny velmi citlivé seismografy, abychom toto zemětřesení mohli změřit i tisíce kilometrů od něj, tak podle těchto měření víme, že existuje oblast zastínění S-vln. Můžete je změřit tady, můžete je změřit i tady. Mohou se dostat až sem, i tady je můžete změřit. Ve všech těchto místech jsou S-vlny měřitelné, ale najednou v úhlu 105°… Úhel 0° máme tady a postupujeme tímto směrem v úhlu 105° a dál najednou už nelze S-vlny změřit. Zdálo by se, že se S-vlny dostanou i sem, ale ony tam z nějakého důvodu nedoputují. Měly by se sem dostat, možná trochu oslabené, ale měly by mít tu schopnost dostat se až sem. Jenže ony najednou skončí. Nejsou tu žádné S-vlny. V celé této oblasti nenajdeme S-vlny. Mohl bych samozřejmě tento obrázek přetočit a na druhé straně Země by nastala úplně stejná situace. V celé této oblasti bychom také S-vlny nenašli. Naměřili bychom je pouze do úhlu 105° v tomto směru a do 105° v tomto směru. Z toho lze vyvodit jediné rozumné vysvětlení: musí tam být nějaký materiál, kterým se S-vlny nešíří a kterým by musely projít, kdyby se chtěly dostat do oblastí za úhlem 105°. A my už víme, že S-vlny se šíří pouze pevnými látkami. Takže můžeme předpokládat, že někde za úhlem 105° narážejí na tekutinu. Tak jsme se dozvěděli, že tato část je nejspíš tekutá. Vlny zde naráží na tekutou vrstvu. Proto víme, že existuje jádro, které má alespoň vnější vrstvu dostatečně tekutou, aby zastavila S-vlny. A protože S-vlny se mohou šířit pouze pevnými látkami, tak vzniká oblast zastínění S-vln, A tak víme, že máme zemské jádro, které má alespoň vnější vrstvu tekutou. Ještě nevíme, jestli je vnitřní část tekutá nebo pevná. Další otázka tedy je, jak víme, že existuje nějaké vnitřní jádro? Dá se to zjistit pomocí P-vln. P-vlna se dokáže šířit každým prostředím. Musíme si ale pamatovat, že obecně se ve stejném typu materiálu vlny šíří rychleji, pokud má materiál vyšší hustotu, lámou se směrem ven jako tady na obrázku, ale v tekutinách se zvukové vlny, lépe P-vlny, seismické vlny, šíří pomaleji. Ze schématu odrazu P-vln, které získáme z měření seismografů po celém světě, zjistíme, že v zemském plášti se chovají tak, jak bychom očekávali, ale pak se začínají lámat, jakoby procházeli pomalejším prostředím, jak procházejí vnějším jádrem, jak to tu máme na obrázku. Pak se opět lámou, aby se dostaly někam na druhou stranu. To by se stalo, kdyby celé jádro bylo tekuté. Jenže když se podíváme na vzdálenější stanice, tak z výsledků měření odrazu a podle modelů, které se dnes dají vytvořit na špičkových počítačích, můžeme říci, že jediným vysvětlením pro naše naměřená data, založená na čase, kdy sem vlny dorazí, je to, že P-vlny jsou odražené od vnějšího jádra a pak se znovu odrazí pryč, jak procházejí hustším materiálem ve vnějším jádru. Potom se opět stáčí směrem, který bychom předpokládali. Důkazem je tedy to, jakým způsoben se lámou P-vlny. A určitě také skutečnost, že existuje i oblast zastínění P-vln. Existence zastínění P-vln sama o sobě pouze dokazuje, že se někde v zemském jádru dějí podivné věci. Ale to, že máme nějaké pevné vnitřní zemské jádro, a nejen celé tekuté jádro, víme díky tomu, kdy a jak dosáhnou P-vlny opačné strany zeměkoule. Vycházíme přitom z modelování průchodu P-vln různými látkami a různými hustotami. Díky tomu můžeme si říct: „Páni, tam musí být vnitřní jádro.“ Samozřejmě je za tím mnoho výpočtů, které teď nebudu dělat, ale kdybyste počítali s rozsahem zastínění, s rychlostmi vln v různých látkách a s dalšími věcmi, tak byste dokázali zjistit, že v určitých hloubkách dochází ke změně prostředí. Tak se vypočte, že tady existuje přechod mezi pláštěm a vnějším jádrem a potom hlouběji přechod z vnějšího do vnitřního jádra. Doufám, že jsem uspokojil vaše otázky, jak můžeme znát složení Země, aniž bychom ji provrtali. Protože jsme se nikdy nedostali ani pod kůru.
video