Pod Antarktidou sílí gravitační díra: Zemské nitro tam už miliony let mění rozložení hmoty

Země vypadá z vesmíru jako téměř dokonalá koule. Její gravitační pole s tímto pohledem ale nekoresponduje. Gravitace totiž souvisí s hmotností. A protože hmota uvnitř Země není rozložena rovnoměrně – různé horniny mají různou hustotu – není rovnoměrné ani její gravitační pole.

Rozdíly jsou na povrchu nepatrné. Kdybyste se zvážili v oblasti „gravitačního vrcholu“ a následně v oblasti „gravitačního dna“, ručička váhy by se pohnula jen o pár gramů. Názorně tyto gravitační nepravidelnosti zobrazuje model Země v podobě tzv. geoidu, který mnohem víc než kulaťoučký míč připomíná pomačkanou bramboru. A jedna z největších nepravidelností se nachází pod Antarktidou. Této oblasti se říká Antarctic Geoid Low – antarktická gravitační níže, a podle nové studie se tato „gravitační díra“ postupně prohlubuje.

Gravitační stroj času

Geofyzici Alessandro Forte z Floridské univerzity a Petar Glišović z Institutu fyziky Země v Paříži vytvořili „rentgenový snímek“ Země. Podobně jako lékaři používají při CT vyšetření rentgenové paprsky, vědci využili jako zdroj „světla“ seismické vlny vznikající při zemětřeseních. Ty se při průchodu planetou šíří různou rychlostí podle toho, jak hustý materiál potkají.

Z těchto dat poté vědci vytvořili trojrozměrný model hustoty zemského pláště a z něj odvodili nový model celkového geoidu, který následně porovnali s přesnými satelitními měřeními gravitace. Tím ale jejich práce teprve začala.

Hotový model vědci použili jako jakýsi stroj času. V počítačové simulaci „přetočili“ vývoj planety o zhruba 70 milionů let zpět a sledovali, co se pod Antarktidou dělo. Ukázalo se, že gravitační deprese u Antarktidy není nic nového. Existuje nejméně 70 milionů let, v minulosti ale bývala slabší.

Zásadní roli při jejím vzniku sehrála subdukce tektonických desek – tedy proces, při němž se jedna zemská deska podsouvá pod druhou a klesá hluboko do pláště. Pod Antarktidou se v dávné minulosti do nitra planety postupně propadaly chladné a husté části oceánské kůry. Tyto „potopené“ desky se nořily stále hlouběji a měnily rozložení hmoty uvnitř Země.

Zásadní změna pak nastala přibližně před 50 až 30 miliony lety. V hlubokém plášti pod Antarktidou začal zároveň stoupat teplejší a lehčí materiál, zatímco chladnější a hustší horniny klesaly ještě níže.

Tato kombinace – lehké horniny stoupající vzhůru a těžké klesající dolů – postupně změnila rozložení hmoty pod kontinentem. A protože gravitace závisí právě na množství a hustotě materiálu, vznikl výraznější „nedostatek hmoty“ – tedy silnější gravitační níže.

Zajímavé je na celé věci načasování. Přibližně před 34 miliony lety se Antarktida začala výrazně zaledňovat. A právě gravitační pole ovlivňuje i hladinu moře. Pokud se gravitace nad určitou oblastí oslabí, může tam klesnout i hladina oceánu. To mohlo – alespoň teoreticky – ovlivnit podmínky, ve kterých se začal tvořit mohutný antarktický ledový štít.

Zatím jde jen o hypotézu, která ale nastiňuje, jak mohou procesy hluboko pod povrchem ovlivňovat klima a podobu planety na jejím povrchu.