Hlavní obsah
Kurz: Kosmologie a astronomie > Kapitola 3
Lekce 1: Desková tektonika- Desková tektonika: rozdíl mezi zemskou kůrou a litosférou
- Struktura Země
- Desková tektonika: důkaz pohybu litosférických desek
- Desková tektonika: vlastnosti divergentních rozhraní litosférických desek
- Desková tektonika: vlastnosti konvergentních rozhraní litosférických desek
- Pohyb litosférických desek díky konvekčním proudům v zemském plášti
- Vznik Havajských ostrovů
- Pangea
- Chemické a mechanické vrstvy Země
- Jak víme o existenci zemského jádra
Jak víme o existenci zemského jádra
Zastínění S-vln a způsob šíření P-vln prokazují existenci zemského jádra. Tvůrce: Sal Khan.
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.
Transkript
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.