Prieš 18 metų, didžiuliam mokslininkų nustebimui, Žemės gravitacijoje staiga įvyko stiprus sutrikimas

Mokslininkai žinojo, kad kažkur Žemės viduje vyksta milžiniškų masės perskirstymas, bet kur tiksliai – buvo paslaptis. O paslapties išaiškinimas pasirodė esąs neįtikėtinai stulbinantis.

Gravitacijos šuoliai

Nuo 2003 iki 2015 metų orbitoje veikė unikali misija GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). 

Tai buvo bendras NASA ir Vokietijos aeronautikos ir kosmoso centro (DLR) projektas. Du palydovai skrido vienas paskui kitą ir atliko, iš pirmo žvilgsnio, absurdišką darbą – matavo atstumą tarp savęs su mikroskopine tikslumu.

Kam? Viskas buvo genialiai paprasta. Pavyzdžiui, pagrindinis palydovas skrenda virš povandeninės kalvos arba tankaus geologinio sluoksnio. 

Šioje vietoje masė didesnė, gravitacija stipresnė, todėl palydovas, kaip mašina, nuriedanti nuo kalno, šiek tiek pagreitėja, padidindama atstumą iki savo partnerio. 

Jei priešais yra sritis su sumažinta gravitacija, pavyzdžiui, gilus vandenyno griovys, pagrindinis palydovas sulėtėja.

Taigi, žingsnis po žingsnio, pikselis po pikselio, palydovų tandemas sudarė tiksliausius visos planetos gravitacijos žemėlapius. 

Būtent juose mokslininkai pradėjo pastebėti anomalijas – sritis, kuriose gravitacija buvo arba neįprastai stipri, arba įtartinai silpna. Beveik kiekvienam atvejui tyrėjai rado savo, nors ir sudėtingą, paaiškinimą.

Palydovų aptiktos gravitacijos „nelygumai”

Tačiau viena anomalija kategoriškai nesutapo su nė viena iš esamų teorijų. Ji buvo milžiniška, pastovi ir visiškai nepaaiškinama.

Pirmą kartą šios anomalijos egzistavimas buvo užfiksuotas 2006 m. 2007 m. ji pasiekė piką ir dar daugiau nei metus toliau klaidino mokslininkus, nusidriekdama net 7000 kilometrų rytinėje Atlanto vandenyno dalyje. 

Tai buvo tarsi rasti pasaulio žemėlapyje vaiduoklišką žemyną, kuris kartais atsiranda, kartais išnyksta.

Pėdsakai veda giliai

Šio gravitacijos detektyvo tyrimą vadovavo Charlotte Guranon iš Paryžiaus-Sity universiteto. Išnagrinėjusi GRACE duomenis, mokslinė komanda priėjo prie išvados, kad versijos, susijusios su paviršiumi (srovės, ledo tirpimas), visiškai neatlaikė kritikos. 

Anomalijos intensyvumas buvo toks, kad jos negalėjo paaiškinti net didžiulės vandenyno vandens masės. Pėdsakas vedė giliau. Daug giliau.

Mūsų rezultatai rodo, kad šis gravitacijos signalas sklinda iš Žemės gelmių, iš mantijos pagrindo, – teigiama tyrime, paskelbtame žurnale „Geophysical Research Letters“.

Šis atradimas apverčia aukštyn kojomis daugumą šiuolaikinių mokslinių teorijų apie Žemės sandarą. 

Paslaptingo signalo šaltinis buvo ne paviršiuje ir net ne žemės plutoje, o pačioje mantijos ir branduolio riboje – paslaptingoje srityje, kurią mokslininkai vadina GYAM (branduolio ir mantijos riba).

Tai vieta, kur baigiasi akmeninė mantija ir prasideda verdantis metalinis branduolys. 

Čia temperatūra siekia tūkstančius laipsnių, o slėgis yra panašus į slėgį kai kurių planetų centre. 

Tai tikrasis mūsų planetos termobranduolinis pragaras.

Žemės vidinė struktūra

Bet kas galėjo ten, tame pragare, sukelti tokius galingus ir greitus gravitacijos lauko pokyčius? Mokslininkai pagaliau turi pagrindinį įtariamąjį.

Metamorfozės „pragare“

Dėmesio! Atėjo laikas susipažinti su unikaliu mineralu. Viena vertus, bridžmanitas yra labiausiai paplitęs mineralas planetoje. Jis sudaro mažiausiai pusę mūsų planetos apatinės mantijos tūrio.

Tačiau, kita vertus, jo neįmanoma išgauti, nes jis yra neįtikėtinai giliai. Mokslininkai sugebėjo tinkamai ištirti bridžmanitą tik po to, kai jis buvo aptiktas viename iš meteorituose.

Visas bridžmanitas, kurį turi mokslininkai

Taigi, bridžmanitas tapo pagrindiniu šio gravitacijos detektyvo veikėju. Pasirodo, esant tam tikroms ekstremalioms temperatūros ir slėgio sąlygoms branduolio ir mantijos riboje, šis mineralas patiria fazinį perėjimą.

Jis virsta kitu mineralu – postperovskitu.

Pagrindinis skirtumas tarp jų – tankis. Postperovskitas yra žymiai mažiau tankus nei bridžmanitas. Įsivaizduokite vandenyje plūduriuojantį ledą: mažiau tanki medžiaga plūduriuoja. 

Kažkas panašaus, nors ir visų žemynų mastu ir per kelerius metus, vyksta mantijos gelmėse.

Didžiuliai uolienų kiekiai keičia savo tankį ir pradeda lėtai, bet galingai judėti. Tai ir yra tas pats „greitas masės perskirstymas“, apie kurį rašo mokslininkai. 

Kolosalios giluminės medžiagos masės pradeda judėti, o jų šokis sukuria tą pačią gravitacijos signalą, kurį palydovai galėjo užfiksuoti už šimtų kilometrų nuo Žemės.

Guranton ir jos komandos atradimas – tai ne istorijos pabaiga, o tik prologas į naują, dar įdomesnį tyrimą. 

Pasirodo, gravitacinės anomalijos, pakankamai stiprios, kad jas būtų galima aptikti iš kosmoso, gimsta pačiose giliausiose mūsų planetos „rūsiuose“, iškart už jos branduolio ribų.

Ką tai reiškia mums? Judėjimai skystame metaliniame branduolyje yra atsakingi už Žemės magnetinį lauką – mūsų skydą nuo mirtinos saulės spinduliuotės. 

Jei procesai branduolio ir mantijos riboje gali daryti įtaką šiai dinamikai, tai reiškia, kad giluminės bridžmanito metamorfozės gali tiesiogine prasme valdyti mūsų planetos skydą.

Žemė atskleidė vieną savo paslaptį, bet už jos, be abejo, slepiasi daug kitų.

Parengta pagal užsienio spaudą