Prie Žemės širdies – paslaptingi „šnabždesiai“

Kosminiai palydovai užfiksavo paslaptingų pokyčių netoli Žemės branduolio. Įvyko tai dar 2006–2008 metais, bet sužinota tik dabar.

Giliai po mūsų planetos pluta, už tūkstančių kilometrų nuo paviršiaus, prieš beveik du dešimtmečius įvyko mįslingas poslinkis. Jis tapo pribloškiančia staigmena mokslininkams, ėmusiems analizuoti dviejų palydovų, anuomet matavusių Žemės gravitacijos svyravimus, surinktus duomenis.

Tyrėjų nuomone, netoli Žemės branduolio ir mantijos ribos pasikeitė kai kurių uolienų struktūra – ji tapo tankesnė.

Mokslininkai tikisi, jog tai padės jiems geriau suprasti ryšius tarp skirtingų Žemės sluoksnių – nuo trapios plutos iki kietosios mantijos ir iš dalies skysto branduolio. Mat nuo tų ryšių priklauso, kur vyksta dideli žemės drebėjimai, kaip planeta išlaiko nuo Saulės audrų ją apsaugantį magnetinį lauką bei daugelis kitų gyvybiškai svarbių procesų.

Dvyniai orbitoje

Atradimą padarė Gustavo Eifelio universiteto Paryžiuje geofizikai remdamiesi amerikiečių ir vokiečių palydovų dvynių, praleidusių Žemės orbitoje pusantro dešimtmečio nuo 2002-ųjų iki 2017 metų, surinktais duomenimis.

Vykdę „Gravity Recovery and Climate Experiment“, arba sutrumpintai GRACE pavadintą misiją, du palydovai skriejo vienas paskui kitą išlaikydami nustatytą atstumą. Tačiau jiems atsidūrus virš didelės gravitacinės traukos zonos – pavyzdžiui, masyvios kalnų grandinės, – pirmasis palydovas laikinai nutoldavo nuo paskui sekančio. Šį pokytį buvo galima išmatuoti ir susieti su gravitacijos poslinkiu.

Tokius GRACE palydovų tarpusavio atstumo pokyčius mokslininkai dažniausiai naudojo vandens masės poslinkiams Žemėje matuoti (tarkime, kai po dirbamais laukais išnyksta požeminis vanduo arba kai tirpsta ledynai).

Tačiau, kaip paaiškėjo, palydovų duetas gebėjo aptikti ir nepalyginamai gilesnius procesus mūsų planetoje.

Prie Afrikos krantų

Prancūzai geofizikai jau buvo naudojęsi NASA ir DLR – JAV Nacionalinės aeronautikos ir kosminės erdvės tyrimo agentūros bei Vokietijos aeronautikos ir kosmoso tyrimo centro – palydovais ieškodami masės pokyčių, vykstančių šimtų kilometrų gylyje po paviršiumi prieš didžiuosius žemės drebėjimus. Tada ir suprato galintys tyrinėti dar gilesnius sluoksnius – net iki 2 900 kilometrų, kur slypi sudėtinga riba tarp planetos branduolio ir mantijos.

Tą darydami specialistai pastebėjo keistą signalą GRACE duomenyse. Jo piko būta apie 2007-uosius metus, epicentras fiksuotas Afrikos Atlanto vandenyno pakrantėje.

Iš pradžių manę, kad jį galėjo sukelti vandens masių judėjimas Žemės paviršiuje, mokslininkai greitai suprato, jog toks paaiškinimas signalui netinka. Jo šaltinis bent iš dalies turėjo būti kietojoje Žemės rutulio dalyje. Ir labai dideliame gylyje.

Vos dešimt centimetrų

Pagal palydovų, matuojančių Žemės magnetinio lauko pokyčius, duomenis mokslininkai jau anksčiau buvo aptikę tam tikrus geomagnetinius trikdžius, fiksuotus tame pačiame regione ir maždaug tuo pačiu metu.

Dar jie mano, kad naujausi gravitacijos matavimų rezultatai gali būti susiję su tuo įvykiu ir būti nuoseklios sekos dalis.

Kas gi iš tiesų nutiko prie Afrikos krantų prieš aštuoniolika metų?

Pagal prancūzų geofizikų siūlomą scenarijų, dėl milžiniško slėgio mūsų planetos gilumose galėjo pakisti mineralo perovskito – titano ir retųjų žemių elementų (cerio, niobio) rūdos, glūdinčios Žemės mantijos dugne, struktūrinė konfigūracija. Ir toks pokytis lėmė, kad uolienos tame regione tapo tankesnės, jų masė padidėjo.

Gretimos uolienos dėl to irgi galėjo pasislinkti bei pasiekti planetos branduolio ir mantijos ribą. Ši dėl to deformavosi – tikėtina, kokiais 10 cm. Ir nors skaičius atrodo labai menkas, tokioje vietoje to būtų užtekę, kad paveiktų skysčio judėjimą Žemės branduolyje ir sukeltų neįprastą magnetinį pliūpsnį.

Mokslininkams talkina nauja pora

Kol kas nežinoma, ar šis sudėtingas scenarijus tikrai yra tiesa. Tą, anot Gustavo Eifelio universiteto tyrėjų, dar reikės aiškintis.

Vis dėlto jų atradimas nepaprastai suintrigavo seismologus, pirmąkart gavusius patikimų įrodymų, kad ties mantijos pagrindu vyksta dinaminiai procesai. Ir ne per milijonus metų, o taip greitai, kad juos galima užfiksuoti „realiu laiku“.

Prancūzai mokslininkai tarp kosminių palydovų surinktų duomenų neaptiko jokių kitų gravitacinių signalų, išskyrus tuos, užfiksuotus 2007-aisiais. Tačiau ketina ir toliau sekti matavimus, kuriuos pateikia šiuo metu orbitoje skriejanti naujos GRACE-FO misijos palydovų pora, kad išsiaiškintų, ar Žemės gilumose nevyks kokių nors kitokių paslaptingų pokyčių. Ypač kai geologai įsitikinę, jog Amerika po truputį jungiasi su Europos ir Afrikos žemynais.