Za posledních 5 milionů let se 7krát změnil magnetismus Země

I malý valounek v sobě může skrývat historii naší planety. Kolikrát zanikl zničil se antarktický ledovec?

Čínsko-americko-český tým vědců popsal klimatické změny v historii naší planety. Umožnil to magnetický skener z laboratoře na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy. Díky němu bylo možné zmapovat zajímavý příběh, který začal malým valounem na dně antarktického moře a postupně se přes magnetismus a chemismus, dynamiku antarktického zalednění a hlubokomořského proudění dostal až k zalednění severní polokoule. Článek, jehož spoluautorem je i docent Kletetschka z PřF UK, byl právě publikován v prestižním časopise Science Advances.
Objekt stojící za celým výzkumem je železito-manganový valoun z mořského dna antarktické oblasti. Podobné valouny (neboli nodule) jsou velké asi jako pěst a postupem času chemicky rostou – připojují se k nim vrstvičky železa a manganu, a vytváří se tak jakési letokruhy. „Akorát to není léto-kruh, ale tisíci-léto-kruh,“ podotýká docent Kletetschka a dále upřesňuje: „Dlouho se nevědělo, jak jsou tyto valounky z hlubin moře staré a v jakém časovém horizontu na nich nárůst železa a manganu probíhá. Je to asi osm let, kdy se skupina vědců poprvé pořádně podívala na tyto železito-manganové nodule a zjistila, že se jedná o jakýsi deník historie Země.“
Železito-manganové valouny leží na dně oceánu, kde na ně působí obrovský tlak, a velmi pomalu rostou. Postupně se k nim připojují atomy železa a manganu, jejichž elektronová slupka definuje moment, podle kterého se má atom při nasedání na valoun nesměrovat. Okolní magnetické pole však není moc silné, a tak se s ním atomy nejsou schopny dokonale zarovnat a připojují se s malou odchylkou. Díky těmto odchylkám jsou valouny schopny „zaznamenat“ směr magnetického pole i jeho intenzitu.
Hlavní autor studie, Liang Yi, s docentem Kletetschkou podrobili železito-manganový valoun analýze pod magnetickým skenerem. „Tyto magnetické přístroje fungují podobně jako hůlky víl nebo kouzelníků – na konci je malinký polovodič (senzor má průměr třeba 0,2 milimetru), na kterém se mění napětí podle magnetického pole. Při analýze se vzorek pohybuje pod touto magickou hůlkou a ta zaznamenává jeho magnetický signál,“ popisuje proces docent Kletetschka. Vědci zjistili, že při skenování vzorku se magnetické pole najednou začalo měnit. „Na okraji vycházel magnetický proud z valounku ven, ale když jsme pohybovali senzorem, za pár milimetrů si to rozmyslel a najednou směřoval opačně, tedy jakoby dovnitř,“ popisuje docent Kletetschka analýzu a dále vysvětluje: „Po chvíli přemýšlení nám došlo, že nodule mohla pořád jenom ležet na dně moře a měnilo se magnetické pole kolem ní. A to je právě ten objev, který stál na počátku článku.“

Ukázalo se, že zkoumaný valoun ze dna moře v sobě obsahuje záznam změn magnetického pole Země za posledních 4,7 milionů let. Díky magnetickému skeneru tak vědci dokázali k letokruhům na železito-manganové noduli přiřadit časovou škálu a jasně určit, kdy došlo k jednotlivým inverzím magnetického pole Země (tzv. přepólování Země – pozn. red.).
Následně začali vědci zkoumat také chemii valounu – konkrétně se zaměřili na izotopy kyslíku a uhlíku, které charakterizují teplotu a chemismus okolního vodního média. Tyto analýzy nalezly na noduli sedm oblastí, ukazujících na období, kdy docházelo k destrukci ledu na Antarktidě. Autoři studie popisují, že v takovém případě led odplouvá dál od pobřeží a dochází k nárůstu jeho objemu v oceánu. Tento led do sebe nabaluje okolní vodu a absorbuje teplo. Při zamrzání se nově vznikající oceánský led snaží vytěsnit sůl z rostoucí krystalické mřížky do jakýchsi bublinek na okraji. Následkem těchto jevů se okolní voda ochlazuje a zvyšuje se její salinita, což způsobuje pokles vody v rámci vodního sloupce. Tím dojde k posílení hlubokomořských oceánských proudů kolem Antarktidy, které míří směrem k rovníku.
Antarktické hlubokomořské proudění tvoří až 40 % globálních oceánských mas a zcela dominuje chladnému hlubokomořskému proudění (zde je zastoupeno více než 70 %). Nárůst antarktického proudění tedy výrazně ovlivňuje pohyb veškerých vodních mas a klima Země. Posílení tohoto proudění v minulosti pravděpodobně způsobilo posun rovníkové vlhkosti směrem na severní polokouli a zalednění této části Země.
„Zjistili jsme, že na noduli je přesný záznam toho, jak se za posledních pět milionů let sedmkrát změnil magnetismus Země a zničil se antarktický ledovec, což následně způsobilo zaledňování na severní polokouli,“ shrnuje docent Kletetschka výsledky bádání. Podobných epizod, i když ne tak výrazných, bylo na zkoumaném vzorku vidět víc – lze zde dokonce sledovat periodicitu dob ledových a meziledových. Tým autorů našel na železito-manganovém valounu i zlom jejich periodicity – nejdříve trvaly čtyřicet, později sto tisíc let a ke změně periodicity došlo přibližně před milionem osmi sty tisíci lety.
Docent Kletetschka dále popisuje relevanci výzkumu ze současného pohledu: „Zajímavé je, že dnes také dochází k rozpadu ledu na Antarktidě a začíná se vytvářet podobný systém, jako se už v historii Země vytvořil sedmkrát. Pokud by se historie opakovala podobně, tento stav by měl vést k zaledňování severní polokoule. Pořád ale musíme myslet na to, že zde uvažujeme o jiných časových škálách, takže se nám možná ochladí, ale až tak za několik tisíc let.“

tisková zpráva Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy

Vědci a lékaři zahájili unikátní studii černého kašle

Státní zdravotní ústav eviduje od začátku letošního roku přes 13 000 případů černého kašle, což …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close