geologie

Nová studie naznačuje, že mezi zemským jádrem a pláštěm dlouhodobě probíhá výměna látek. Vědci pomocí kvantových simulací zkoumali izotopy vodíku a dospěli k závěru, že rozdíly v hlubinném plášti nelze jednoduše vysvětlit zbytky dávného magmatického oceánu. Láva z oceánských ostrovů, například z Islandu či Baffinova ostrova, nese stopy lehkého vodíku, helia-3 a wolframu spojované s materiálem z jádra. Tyto chemické signály podle autorů ukazují, že jádro postupně předává plášti část látek uvězněných při vzniku planety. Izotopové složení hlubokého pláště tak odráží i pokračující procesy uvnitř Země, nikoli jen její ranou historii.

Vědci analyzovali eklogit z ostrova Goodenough ve východní Papui-Nové Guineji, který byl před asi 4,4 milionu lety zatažen do hloubky přes 90 kilometrů. Minerál coesit v granátu potvrzuje vysoký tlak odpovídající této hloubce, zatímco zirkon pomohl určit stáří procesu. Hornina zaznamenala v hloubce kolem 45 kilometrů nečekaně vysokou teplotu asi 700 °C, ale při dalším sestupu se oteplila jen o zhruba 100 °C. Takový vývoj odporuje dosavadním modelům, podle nichž by se podmínky v subdukční zóně měly s hloubkou vyvíjet jinak. Možným vysvětlením je teplo vznikající třením desek v mělčích částech nebo relativní mládí subdukčního systému. Studie naznačuje, že teplotní poměry v místech, kde se zemské desky podsouvají jedna pod druhou, jsou složitější, než se předpokládalo.

Nová studie naznačuje, že porézní černé diamanty zvané karbonado mohly vzniknout z uhlíku bohatého na organickou hmotu, který se dostal do zemského pláště. Rychlé vtahování materiálu do hlubin mohl podle autorů vyvolat velký dopad mimozemského tělesa na mladou Zemi, nikoli však přímo vytvořit diamanty. Analýza brazilských vzorků nenašla stopy nárazového šoku v jejich krystalech. Skelně lesklý povrch se nejspíš vytvořil až později působením tekutin, po usazení vrstvy minerálu anatázu. Hypotéza zatím není definitivně potvrzena, protože vědci neznají konkrétní dopad ani nenašli rozhodující důkaz o původu materiálu v zemské kůře.

Nová studie naznačuje, že nepatrné slapové síly Slunce a Měsíce mohou vyvolávat pomalé otřesy podél některých zlomů. Model ukazuje, že rozhodující může být rezonance: i slabý podnět působí výrazněji, pokud jeho rytmus odpovídá přirozené reakční době zlomu. Výsledek závisí na vlastnostech tření, síle slapového namáhání i délce jeho působení, takže mohou vznikat pomalé i rychlejší skluzové jevy. Zjištění by mohlo pomoci lépe vykládat pravidelné seizmické vzorce pozorované například v Japonsku a oblasti Cascadie a časem přispět k hodnocení rizik velkých zemětřesení.

Opakující se vrstvy břidlice Hakatai v Grand Canyonu uchovaly záznam klimatických změn z doby před zhruba 1,25 miliardy let. Vědci v nich rozpoznali Milankovičovy cykly, tedy vlivy změn zemské oběžné dráhy a rotace na klima. Z jejich analýzy odvodili, že den na Zemi tehdy trval přibližně 19 hodin a Měsíc byl ve vzdálenosti asi 53,8 zemského poloměru. Výsledek odpovídá dosavadním modelům vývoje soustavy Země–Měsíc a nepodporuje teorii o dočasném zastavení prodlužování dne v mezoproterozoiku.

Dlouhé a nenápadné příkopy na australské planině Nullarbor nejsou podle nového výzkumu vyschlými vodními koryty. Vznikly nejspíš propadáním rozsáhlých vápencových jeskynních systémů, které se vytvořily působením podzemní vody. Když hladina vody klesla, stropy dutin ztratily oporu a postupně se bortily, což deformovalo povrch nad nimi. Geofyzikální měření, údaje z jeskyní i odkryté vrstvy hornin ukazují na porušené a sedimentem vyplněné zóny pod příkopy. Některé jeskyně sahají 50 až 150 metrů pod povrch a mají chodby dlouhé stovky metrů. Zjištění může pomoci hledat podobné podzemní prostory i na Marsu.

Nová studie naznačuje, že pod antarktickým ledem se mohou skrývat kořeny dávných horských pásem srovnatelných s Himálajem. Vznikla při spojování superkontinentu Gondwana před zhruba 650 až 450 miliony let a jejich existenci dokládá analýza zirkonů z mořských sedimentů. Eroze těchto hor mohla do oceánů přinášet fosfor a železo, které podporovaly růst řas a sinic i tvorbu kyslíku. Rychlé ukládání sedimentů bohatých na organický uhlík a pyrit zároveň mohlo bránit opětovnému spotřebování části kyslíku. Autoři netvrdí, že hory přímo způsobily kambrickou explozi, ale že mohly vytvořit příznivé podmínky pro rozmanitější živočišný život.

V oblasti Turkanského riftu v Keni a Etiopii je zemská kůra podle nové studie výrazně tenčí, než se dosud předpokládalo. Ve středu příkopu má asi 13 kilometrů, což znamená, že oblast vstoupila do fáze zeslabování kůry, po níž je rozpad kontinentu prakticky nevyhnutelný. Za několik milionů let by se zde mohla začít tvořit nová oceánská pánev, do níž následně pronikne voda z Indického oceánu. Tektonické změny zřejmě také urychlily ukládání sedimentů před zhruba čtyřmi miliony let, a přispěly tak k mimořádně dobrému zachování fosilií raných homininů v regionu.

Země není dokonalá koule: rotace ji vyboulila u rovníku a zploštila u pólů. Analýza dat ze satelitních navigačních stanic z let 1997 až 2015 ukazuje, že pevný zemský povrch se u pólů zvedá stále rychleji, zatímco v oblasti rovníku více klesá. Skalnatá část planety se tím celkově stává méně zploštělou. Její gravitační tvar, geoid, se však naopak více zplošťuje, protože tající led z Grónska a Antarktidy přesouvá vodu a hmotu z pólů k nižším zeměpisným šířkám. Zdánlivý rozpor tak vyplývá z rozdílu mezi deformací pevné Země a změnami rozložení její hmoty.

Vědci v laboratorních podmínkách podobných hlubokému zemskému plášti objevili dvě dosud neznámé sloučeniny železa, které mohou vázat značné množství vody. Minerály typu oxyhydroxidů by mohly být stabilní v blízkosti rozhraní pláště a kapalného vnějšího jádra, až zhruba 2 900 kilometrů pod povrchem. Naznačuje to, že část vody Země není v podzemním oceánu, ale chemicky uzavřená v horninách. Husté minerály mohly po ochlazení raného magmatického oceánu klesnout do nejhlubší části pláště. Při pohybu materiálu vzhůru by se mohly rozpadat a voda by se následně mohla vracet k povrchu prostřednictvím plášťových proudů a vulkanismu. Přítomnost těchto fází uvnitř Země ani jejich celková kapacita zatím nebyly přímo potvrzeny.