Kontroverzu oko Zemljine jezgre riješio naš znanstvenik: 'Ne događa se ništa kataklizmično'

Naš geofizičar prof. dr. sc. Hrvoje Tkalčić s Australskog nacionalnog sveučilišta u Canberri istaknuo se brojnim saznanjima i otkrićima objavljenima u uglednim znanstvenim časopisima. No, ovih dana našao se i u ulozi tumača, odnosno nastavnika svjetskoj javnosti.

Privlačno, ali pogrešno

U časopisu Nature Geoscience objavljen je rad koji se bavi usporedbom rotacije Zemljine unutrašnje jezgre s rotacijom cijelog planeta Zemlje. Konkretno, radi se o malim kolebanjima u rotacijskom gibanju unutrašnje jezgre koja se okreće oko Zemljine rotacijske osi zajedno s cijelim planetom. Te su oscilacije relativno male, a kada posve iščeznu, to znači da se unutrašnja jezgra rotira potpuno sinkronizirano s gornjim slojevima planeta.

No, dogodilo se da mediji koji su prenosili taj rad nisu shvatili ovu činjenicu, pa se tekst loše prevodio te se počela širiti vijest kako je rotacija Zemljine jezgre – stala, pa čak i promijenila smjer. I vrlo brzo počela su razna pitanja ovakve ili onakve naravi, momenti panike i sve što obično ide u takvim situacijama. Ništa novoga, znanstveni radovi zahtijevaju određen nivo znanja i nije ih jednostavno protumačiti ni novinarima koji prate znanost. Tako je i nas prof. Tkalčić zamolio da s njime razjasnimo dvojbu koja je privukla globalnu pozornost, nudeći i na svojim društvenomrežnim profilima detaljne uvide. Prof. Tkalčić dospio je još jednom u svjetski fokus jer su ga pozvale svjetske agencije, a i CNN da prokomentira rad dvojice znanstvenika iz Kine.

Taj CNN-ov tekst naš je znanstvenik s australskom adresom pohvalio ističući kako se radi o pravilno protumačenim i skraćenim njegovim izjavama, iako je i ovdje uvod napravljen na privlačan način koji je u osnovi pogrešan. A to je da se izmjeri brzina rotacije unutrašnje jezgre Zemlje relativno u odnosu na gornje slojeve Zemlje, tj. Zemljin plašt, koji se može uzeti kao referentni sustav Zemljine rotacije, s obzirom na to da na njega otpada najveći postotak volumena Zemlje.

– Laički rečeno, referentni sustav u ovom kontekstu je dio Zemlje s čijim gibanjem se uspoređuju sva ostala gibanja. Pozitivna ili super-rotacija znači da unutrašnja jezgra rotira nešto brže od plašta, a negativna rotacija je suprotno od toga. Sinkronizirana rotacija znači da unutrašnja jezgra rotira u istom smjeru i istom brzinom oko osi rotacije kao i Zemljin plašt. Matematičkim žargonom, kaže se onda da je razlika između rotacije unutrašnje jezgre i plašta jednaka nuli, ili u malo žešćem žargonu, da nema diferencijalne rotacije. A upravo je to da je razlika u rotaciji jednaka nuli bio kamen spoticanja – upravo to su mnogi interpretirali kao da je unutrašnja jezgra Zemlje stala, baš kao u scenariju znanstveno-fantastičnog filma "Jezgra", navodi naš geofizičar. Iako je studija loše protumačena od niza medija, ipak je nakon pregleda i prof. Tkalčić uočio neke nedorečenosti. Ne događa se, dakle, kako je ustvrdio za CNN, ništa kataklizmično.

– Analiza podataka je dobra, ali, kao u mnogim geofizičkim studijama duboke Zemlje, nalazi nisu jedinstveni i treba ih uzeti s oprezom. Drugim riječima, studija zaključuje o brzini vrtnje unutrašnje jezgre na temelju nekoliko pretpostavki i opažanja seizmičkih valova i mjerenja frakcija sekundi na površini Zemlje. I dok predloženi matematički model odgovara podacima, podaci ga ne zahtijevaju. Drugim riječima, postoji više modela koji odgovaraju istom skupu podataka. Zbog toga bih rekao da će geofizička zajednica ostati podijeljena oko ovog rezultata, a tema će ostati kontroverzna sve dok se ne prikupi više podataka i druge metode to ne potvrde ili opovrgnu. Cijelo jedno poglavlje moje knjige o unutrašnjoj jezgri posvećeno je njezinoj rotaciji – objašnjava.

Postavio je prof. Tkalčić i pitanje; što znamo o dinamici unutrašnje jezgre Zemlje i zašto rotacija s ostalim slojevima Zemlje nije sinkronizirana ili "zaključana"?

– Postojanje unutrašnje jezgre unutar tekuće jezgre predložila je seizmologinja Inge Lehmann 1936. godine. To je objasnilo tada opažene višestruke dolaske seizmičkih valova iz jednog udaljenog potresa. Unutrašnja jezgra postala je prihvaćena kao dio unutrašnje građe Zemlje i udžbenika od 1940-ih. Od tada smo naučili puno o unutrašnjoj jezgri, uključujući da je u čvrstom stanju, da se seizmički valovi šire različitim brzinama u različitim smjerovima kroz nju, a u novije vrijeme, da bi mogla sadržavati još jednu manju željeznu kuglu unutra; centralnu jezgru (o tome više uskoro). Osobno volim razmišljati o unutrašnjoj jezgri kao planetu unutar planeta. Doista, to je čvrsta kugla uglavnom od željeza i nikla (i male količine drugih, lakših kemijskih elemenata), veličine kao otprilike patuljasti planet Pluton i nešto manja od Mjeseca. Međutim, što se tiče njezina volumena, on je samo oko jedan posto Zemljina! Kad bismo nekako uspjeli rastaviti Zemlju, uklanjanjem njezina plašta i vanjske tekuće jezgre, unutrašnja jezgra bi nam se u tom trenutku otkrila sjajnom poput zvijezde. Naime, procjenjuje se da je njezina temperatura oko 6000 stupnjeva, slična površinskoj temperaturi Sunca. Unutrašnja jezgra izložena je golemom gravitacijskom polju Zemljina plašta koji okružuje jezgru, jer je masa u plaštu heterogena u prostoru (nije sferno simetrična). Također je izložena elektromagnetskom polju Zemljina dinama generiranog u tekućoj jezgri, tako da možete zamisliti unutrašnju jezgru kao metalnu kuglu obješenu unutar tekuće, također metalne, vanjske jezgre. Zbog stalne "borbe za ravnotežu" između elektromagnetskih i gravitacijskih sila, tj. njihovih zakretnih momenta (rječnikom fizičara), unutrašnja jezgra okreće se malo brže ili sporije od ostatka plašta. Možete razmišljati o ovoj različitoj rotaciji između Zemljinih dijelova kao o dva klizača na ledu koji se drže za ruke i kližu u istom smjeru, ali udaljenost između njih varira kako zajedno ubrzaju ili uspore kao da ih veže neka rastezljiva guma. Nadam se da je sada intuitivnije zašto se unutrašnja jezgra može vrtjeti nešto različitim brzinama od plašta (ali uvijek u istom smjeru kao plašt) – kaže naš znanstvenik.

Unutrašnja jezgra nije i neće stati s rotacijom milijardama godina.

Ništa kataklizmično

– Rezultati ovog posljednjeg članka mogu se protumačiti tako da je unutrašnja jezgra sada više usklađena s ostatkom planeta nego prije deset godina kada se vrtjela nešto brže. Okretanje malo sporije nego prije ili sporije od plašta znači da se unutrašnja jezgra i dalje okreće u istom smjeru kao i planet, ali malo sporije. Koliko brže ili sporije? Procjene se razlikuju među studijama, ali mi mjerimo iznose prema kojima je unutrašnja jezgra otprilike do sto metara na dan sporija ili brža od ostatka planeta. Pretvorite to u sekunde, i dobit ćete red veličine milimetra u sekundi. Dakle, ne događa se zaista ništa kataklizmično – zaključio je prof. Tkalčić.