Opravdu má Země puls?

Puls

Puls Země je ústředním tématem kampaně společnosti Yara, která si klade za cíl Tvořit přírodě prospěšnou potravinovou budoucnost. Aby se Yara dozvěděla o vědeckém pozadí pulsu, hovořila s Larsem Eivindem Auglandem, docentem na katedře geověd na univerzitě v Oslu. Augland se zabývá geochronologií a studuje načasování různých událostí v průběhu geologického času, od toho, jak se formovaly zemské kontinenty, až po změny klimatu v průběhu času.

Augland považuje fenomén 26sekundového pulsu za fascinující a vzrušující.

​– "Ano, můžete to nazvat druhem pulsu. Zemská kůra má pravidelné otřesy. Jsou tak malé, že nepředstavují hrozbu, jakou mohou představovat skutečná zemětřesení."

Augland vysvětluje, že každých 26 sekund zachytí seismické stanice po celém světě puls ze Země. Signály jsou nejvíce patrné v západní Africe, Severní Americe a Evropě. Puls je jedním z mála signálů, které jsou generovány pravidelně, jasně a přesně. Není jasné, co může být příčinou, ale existují různá možná vysvětlení, včetně oceánských vln, sopek a nárůstu a uvolňování tlaku v puklinách vyplněných vodou v sedimentárních vrstvách pod mořským dnem.

​– "Původně byly mikrootřesy, neboli impulsy detekované v intervalu 26 sekund, vysvětlovány vlnovou aktivitou v Guinejském zálivu v západní Africe. Jako možné příčiny byly označeny zvláštní hloubkové podmínky, geometrie oceánského dna a pobřeží. Vzhledem k tomu, jak vlny narážejí a vytvářejí rezonanci na mořském dně, mohly by se následně šířit jako zemětřesné vlny v zemské kůře," říká Augland.

Dále vysvětluje, že jako další možné vysvětlení se uvádí sopečná činnost, ale v moři v této oblasti nebyly nalezeny žádné stopy po aktivních sopkách.

​– "Třetí vysvětlení lze nalézt v nejnovější studii publikované v renomovaném časopise Earth and Planetary Science Letters, která uvádí, že příčinou otřesů je tekutina proudící fraktální sítí trhlin v sedimentech pod mořským dnem," říká Augland.

Pravidelnost pulzů může být způsobena zvláštními podmínkami na mořském dně Guinejského zálivu, které se skládá z vrstev sedimentů bohatých na vodu, jež jsou pod tlakem. V důsledku naplavování sedimentů z řeky Niger se tlak vody na mořském dně pod nimi zvyšuje. Rozdíly v tlaku vedou k proudění vody v trhlinách na mořském dně, podobně jako v hydraulickém čerpadle, kde tlak roste do určitého bodu, než se uvolní jako spouštěč. Pravidelnost nárůstu a uvolňování tlaku je to, co vyvolává otřesy, které lze zaznamenat jako puls na seismometrech po celém světě. Tlakový rozdíl může být zesílen vlnovou aktivitou nad Guinejským zálivem.

​– "V tomto smyslu nová studie sjednocuje předchozí vysvětlení vlnové aktivity a pohybů v horní části zemské kůry," říká Augland.

Augland zdůrazňuje, že žádné z těchto tří vysvětlení nebylo dostatečně dobře ověřeno. To by vyžadovalo důkladný podmořský průzkum v příslušných oblastech Guinejského zálivu a také měření, která by přesně určila zdroj zemětřesení.

Objeveno v 60. letech

Skutečnost, že Země má každých 26 sekund puls, byla objevena na počátku 60. let. Puls poprvé zaznamenal americký seismolog Jack Oliver, který se mimo jiné významně podílel na rozvoji teorie deskové tektoniky a pracoval na záznamu výbuchů atomových bomb pomocí seismických vln. Od té doby vědci shromáždili dostatek údajů, aby mohli určit, že pravidelné otřesy přetrvávají i po jeho prvním zaznamenání a tvoří jakýsi rytmický puls.

​– "Je pozoruhodné, že se tyto otřesy objevují tak pravidelně, a to po tolik desetiletí. Jedná se o další přechodný jev v geologickém kontextu. Pokud se vrátíme o několik tisíc let zpět, hladina moře byla jiná. Poslední doba ledová, která skončila zhruba před 10 000 lety, vedla k velkým změnám mořské hladiny, když roztál led na pevnině. Takové změny mořské hladiny pravděpodobně hrají roli," vysvětluje Augland.

Mnoho "pulsů"

Podle Auglanda má Země mnoho pulsů. Jedním z nich je tento krátký puls, který se objevuje každých 26 sekund, zatímco dalšími trvalými pulsy jsou pulsy řízené astronomickými parametry a slunečním zářením.

​– "Musíme se podívat na změny oběžné dráhy Země kolem Slunce a sklonu zemské osy, které definují takzvané Milankovičovy cykly. Tyto pulsy s různou předvídatelnou periodicitou v rozmezí přibližně 10 000 až 400 000 let se aktivně využívají ke studiu klimatu. Další pulsy, které byly navrženy, ale v současné době jsou spíše spekulativní, jsou spojeny s výměnou tepla mezi hlubokým pláštěm Země a její kůrou, což by mohlo dát vzniknout supervulkánům, formování kontinentů a deskovým tektonickým cyklům, které ovlivňují klima pohlcováním nebo uvolňováním CO2 do atmosféry. Tyto cykly mají pulsy trvající desítky až stovky milionů let," vysvětluje Augland.

​– "Když jsem se poprvé dočetl o jevu [26sekundový puls], okamžitě to vzbudilo můj zájem, protože se snažím porozumět některým z těchto dalších cyklů, abych mohl něco říci o historii Země. Je samozřejmě vzrušující, že máme pravidelné a předvídatelné lokální procesy, které lze pocítit globálně. Tento puls sice nevypovídá nic o hlavních procesech na Zemi a podmínkách pro život, ale je nepochybně zajímavý, protože ukazuje, jak je svět propojený. A pak je tu něco tajemného, když objevíte jevy, které není tak snadné vysvětlit a na kterých pracujete více než 50 let, aniž byste s jistotou věděli, z čeho pocházejí.”

Zdroje

Chen, Y., Xie, J. and Ni, S., 2022. Generation mechanism of the 26 s and 28 s tremors in the Gulf of Guinea from statistical analysis of magnitudes and event intervals. Earth and Planetary Science Letters, 578, p.117334.

Lantink, M.L., Davies, J.H., Ovtcharova, M. and Hilgen, F.J., 2022. Milankovitch cycles in banded iron formations constrain the Earth–Moon system 2.46 billion years ago. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(40), p.e2117146119.

Meyers, S.R. and Malinverno, A., 2018. Proterozoic Milankovitch cycles and the history of the solar system. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(25), pp.6363-6368.

Michael R.Rampino, KenCaldeira & Yuhong Zhuc, 2021: «A pulse of the Earth: A 27.5-Myr underlying cycle in coordinated geological events over the last 260 Myr», Geoscience Frontiers.

Müller, R.D. and Dutkiewicz, A., 2018. Oceanic crustal carbon cycle drives 26-million-year atmospheric carbon dioxide periodicities. Science advances, 4(2), p.eaaq0500.

Oliver, J., 1963. Additional evidence relating to “a worldwide storm of microseisms with periods of about 27 seconds”. Bulletin of the Seismological Society of America, 53(3), pp.681-685.

Shapiro, N.M., Ritzwoller, M.H. and Bensen, G.D., 2006. Source location of the 26 sec microseism from cross‐correlations of ambient seismic noise. Geophysical research letters, 33(18).

Wu, Y., Fang, X., Jiang, L., Song, B., Han, B., Li, M. and Ji, J., 2022. Very long-term periodicity of episodic zircon production and Earth system evolution. Earth-Science Reviews, p.104164.