Cesta do nitra planety Země

Karel Javůrek  |  Příroda

I když zkoumáme okolní planety ve vesmíru, o vnitřním složení naší Země toho však víme stále velmi málo. Co je vlastně pod zemí a kdy se konečně dostaneme do skutečné hloubky?

Když čtete tento článek, s velmi vysokou pravděpodobností se nacházíte na povrchu planety Země. Dnes se budeme zabývat jejím vnitřním složením a strukturou.

Ta je totiž stále velkou neznámou, alespoň z hlediska přesných a změřených údajů. Zatím jsme se totiž nedostali dále než do tenké kůry, která tvoří pouze zanedbatelnou část naší planety.

Průřez zemí. Všimněte si, že u výřezu vlevo neodpovídá měřítko. Foto: Wikipedia
Průřez zemí. Všimněte si, že u výřezu vlevo neodpovídá měřítko. Foto: Wikipedia 

Nedokonalá koule

Země není sice perfektní koulí a před pár stoletími jsme si mysleli, že je doslova placatá, ale buďme rádi za to, jaká je. Poloměr naší planety je přibližně 6 378 km. Pokud se ptáte, proč má Země či jiné planety ve vesmíru vlastně kulatý tvar, může za to gravitace, která působí do středu.

Povrch Země je tvořen kůrou s tloušťkou od 6 do 70 km. Kůra je nejtenčí pod oceány, kde se jedná pouze o 6 až 8 km silnou čedičovou vrstvu, která je jinak běžně doplněna i žulovou vrstvou. Zemskou kůru tvoří především lehčí prvky, mezi které patří i křemík, hliník, vápník, sodík nebo draslík. Ty se do kůry postupem vývoje Země dostaly z pláště, který je pod touto kůrou.

Tektonické desky, vidíte Japonsko? Foto: Wikipedia
Tektonické desky. Vidíte Japonsko? Foto: Wikipedia

Samotný plášť má několik sekcí dle rozdílného složení a tloušťky. Podrobnosti o této části naší planety se podařilo zjistit teprve ve 20. století z měření seismických vln a jejich šíření po celém světě. Svrchní plášť sahá až do hloubky přibližně 650 km. S vyšší hloubkou pochopitelně narůstá hustota a tlaky.

Na svrchní plášť navazuje v hloubce 650 km spodní plášť, který pokračuje až do hloubky kolem 2 900 km. Zatím se pouze předpokládá, že je tvořen křemičitany a těžšími prvky jako kobaltem nebo titanem. Hustota je oproti svrchnímu plášti až dvakrát větší.

V hloubce kolem 2 890 km začíná zemské jádro s teplotou blížící se šesti tisícům stupňů Celsia. Jádro tvoří 31 % hmotnosti Země a vinou gravitace v něm najdeme především těžké prvky. Mělo by se dle předpokladůjednat o železo (80 %), nikl, kobalt, křemík, kyslík nebo síru, přičemž jádro v hloubce mezi 2 890 až 5 150 km by mělo být v polotekutém stavu. Neměly by zde chybět ani další těžké prvky jako zlato nebo platina. Očekávat lze tlak kolem 140 GPa.

Za touto hranicí a přímo uprostřed Země se nachází pevné jádro ve tvaru elipsy, které se za rok otočí o půl stupně více než polotekuté jádro a povrch nad ním. To je důvod, proč je vytvářené magnetické pole, které obklopuje celou naši Zemi a zabraňuje průniku nebezpečných elektromagnetických částic s vysokou energií (především ze Slunce).

Řez jednotlivými vrstvami Země ukazuje následující video.

Musíme do toho vrtat?

Nedávné velké zemětřesení či výbuch sopky ukazuje, že bychom o naší Zemi měli vědět mnohem více, a to i do hloubky. V minulosti byly sice uskutečněny některé pokusy o hlubinné vrty, převážně však neuspěly. Ať už z důvodu náročnosti a vysoké ceny, nebo kvůli strašidelným „ozvěnám z pekla“.

Nejnovější informace ale hovoří o tom, že další projekt je již ve fázi příprav. Technologie vrtných strojů totiž pokročily na takovou úroveň, že se dají použít i v hloubkách oceánů, kde je kůra nejslabší.

V prvotní fázi se počítá s vrtem do oceánské kůry o hloubce přibližně dvou kilometrů. K dosažení hranice horní vrstvy pláště je zapotřebí se dostat do hloubky alespoň šesti až sedmi kilometrů. Náročnost těchto vrtů lze částečně srovnat s vesmírnými lety, čemuž odpovídá cena i nutné technologické vybavení.

I přes dostatečné finance ale nelze čekat první reálné vrty nijak brzy. Zatím se počítá s roky 2018 až 2020, pokud půjde vše podle plánů. Když se tento projekt podaří, zjistíme o složení naší Země a jejím chování opět o něco víc. Může nám to pomoci především při předvídáním různých událostí, které zatím pouze měříme.

Uvědomili jste si, že veškerý život probíhá pouze ve vrstvě s tloušťkou 20 km? To jsou pouhá tři desetiny procenta poloměru Země.

Nejčtenější