Tai kas iš tiesų slypi Žemės centre: nejaugi prieš 20 metų sugalvota ir fantastinio filmo verta hipotezė yra teisinga? (Video)

Iš tiesų suprasti, kas yra Žemės centre, – pakankamai didelis iššūkis. Didžiausi pasaulyje grąžtai prasiskverbia vos į 12 kilometrų gylį, arba 0,2 procento planetos spindulio. Taigi didžioji planetos dalis yra nepasiekiama tiesioginiams stebėjimams.

Žemę mokslininkai gali tirti tik remdamiesi seisminiais duomenimis. Kai smūgio bangos pulsuoja per Žemės planetą, jas užfiksuoja mokslininkų sukurti seisminiai prietaisai. Sukeliamų vibracijų įvairovė leidžia nustatyti smūgio bangų nueinamą kelią ir greitį. Iš šių duomenų mokslininkai gali nustatyti vidinę Žemės struktūrą.

Tai leido sužinoti labai daug apie Žemės vidinę struktūrą, įskaitant vieną įdomų dalyką: seisminės bangos 4 sekundėmis greičiau keliauja iš šiaurės į pietus negu iš rytų į vakarus. Pastarasis atradimas greitai leido padaryti išvadą, kad Žemės šerdis yra anizotropinė – ji sudaryta iš tekstūros, kuri smūgio bangoms leidžia viena tam tikra kryptimi keliauti greičiau nei kitomis.

Tačiau esminė problema – mokslininkai negali išsiaiškinti, kokia ta tekstūra, tai yra iš kokios medžiagos sudaryta Žemės šerdis. Taigi mokslininkai pasiryžo išsiaiškinti Žemės centrą sudarančią medžiagą. Apie du trečdalius kelio Žemės centro link sudaro lydyta geležis.

Praėjus šį sluoksnį, randame 3,5 milijono kartų didesnį slėgį negu tas, kuris yra Žemės paviršiuje. O geležis šioje vietoje jau yra kieta, nepaisant didžiulės temperatūros, kuri siekia 6000 laipsnių pagal Celsijų ir yra didesnė nei Saulės paviršiuje. Nepaisant pažangių technologijų, kol kas dar neįmanoma simuliuoti Žemės centre esančio slėgio, dėl ko mokslininkai galėdavo tik spėlioti Žemės centre esančios geležies atomų struktūrą.

Pasvarstymai, kas galėtų būti Žemės centre, video siužete

Tačiau pasitelkdami kvantinį metodą, mokslininkai Ronaldas Cohenas ir Larsas Stixrude‘as pamėgino nustatyti Žemės centro struktūrą, kadangi ši technika anksčiau leido nustatyti geležies struktūrą esant žemam slėgiui. Žemės paviršiuje geležis būna trijų rūšių: į centrą orientuota kubinė struktūra (visi atomai yra kubo kraštuose ir vienas centre), į išorę orientuota kubinė struktūra (po vieną atomą kubo kraštuose ir po vieną kubo sienelių paviršiuose) bei šešiakampė didelio tankio struktūra (sferos persidengia viena su kita).

Dirbdami su šiomis trimis struktūromis mokslininkai Cohenas ir Stixrude‘as per keletą metų atliko 200 atskirų skaičiavimų, kad nustatytų kvantines-mechanines geležies, veikiamos skirtingų slėgių, savybes. Iš pradžių buvo manyta, kad Žemės šerdyje esančios geležies krištolo atomų struktūra yra orientuota į centrą. Tačiau skaičiavimai parodė, kad ši struktūra, esant didžiuliam slėgiui, yra nestabili, todėl negalėtų egzistuoti Žemės centre.

O kitos dvi struktūros gali egzistuoti Žemės šerdyje ir abi smūgio bangas perduotų greičiau tam tikra kryptimi, kaip ir buvo kalbama straipsnio pradžioje. Vis dėlto, šešiakampė struktūra, atsižvelgiant į seisminius duomenis, yra labiausiai tikėtinas variantas. Šešiakampiai kristalai turi unikalų kryptingumą. Šis kryptingumas turi būti suderintas ir orientuotas į Žemės sukimosi ašį. Taigi jeigu visi kristalai yra nukreipti viena kryptimi, galbūt iš tikrųjų tai tėra vienas didelis kristalas.

Juk taip būtų žymiai paprasčiau. Taigi šie mokslininkai pateikė hipotezę, jog Žemės šerdis gali būti vienas didelis, 2400 kilometrų skersmens kristalas. Tuo labiau, kad Žemės šerdyje veikiantys slėgiai yra puiki terpė kristalams formuotis. Viena kryptimi orientuota Žemės šerdis galėtų paaiškinti Žemės magnetinio lauko anomalijas bei daug kitų kol kas dar nepaaiškintų reiškinių.