Sciencemag.cz
Doporučujeme
K tomu, aby se desky na povrchu Země mohly hýbat, je zapotřebí měkká vrstva, ale ta sama vzniká právě až pohybem desek.
Země je jedinou planetou ve Sluneční soustavě, jejíž povrch neustále přetváří desková tektonika. Uprostřed oceánů vzniká oceánská kůra, tedy nový zemský povrch, který se na okrajích vod zanořuje zpět do hlubin zemského pláště, tažený dolů studenými litosférickými deskami.
Z učebnic víme, že tento pravidelný pohyb tektonických desek je umožněn díky lubrikační vrstvě pod nimi nazvané astenosféra – z řeckého slova „asthenos“ znamenajícího měkká nebo slabá, ale fyzikální původ této vrstvy je nejasný. Převládající názor je takový, že za změkčení pláště pod zemskými deskami může drobná přítomnost taveniny a nebo zvýšený obsah vody v horninách rozpuštěné. Nová vědecká studie z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy však ukazuje, že podstatnou roli hraje samotný pohyb desek.
„V důsledku zanořování oceánských desek, neboli subdukce, vzniká v zemském plášti napětí, které samo způsobuje pokles viskozity, tedy právě potřebné změkčení,“ uvádí Hana Čížková z Katedry geofyziky MFF UK, na jejíchž počítačových simulacích je studie založena. „V krystalové mřížce minerálů dochází pod napětím k defektům, které v rámci struktury putují, když se krystaly snaží obnovit svůj původní tvar. Díky tomuto mechanizmu se hornina na geologických časových škálách chová jako tekutina. A čím většímu napětí je vystavena, tím snáze teče,“ dodává k tomu Jakub Pokorný, spoluautor studie a moderátor vědeckého podcastu Pod čepicí.
Záhada deskové tektoniky je tak trochu problémem „slepice, nebo vejce?“ – k tomu, aby se desky na povrchu Země mohly hýbat, je zapotřebí měkká vrstva, ale ta sama vzniká právě až pohybem desek a napětím s pohybem spojeným. „Počáteční jiskra celého procesu, tedy začátek deskové tektoniky na Zemi, zůstává otevřenou otázkou. Ale jakmile se systém nastartuje, sám si vytváří potřebné mazání,“ říká Vojtěch Patočka, hlavní autor studie.
„Čím rychleji se deska zanořuje, tím měkčí se plášť pod ní stává. Nejměkčí by tak zemský plášť měl být pod pacifickou deskou, která se pohybuje nejrychleji. A to je ve shodě s nezávislými studiemi, které viskozitu pláště odhadují z gravitačních dat a z měření pohybů zemského povrchu v místech, která byla v době ledové pokryta velkými ledovci – tedy z takzvaného postglaciálního výzdvihu,“ uzavírá význam studie Patočka.
Patočka, V., Čížková, H., & Pokorný, J. (2024). Dynamic component of the asthenosphere: Lateral viscosity variations due to dislocation creep at the base of oceanic plates. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL109116. https://doi.org/10.1029/2024GL109116
