Pusztító robbantások, döbbenetes felfedezés: Atomtesztek fedték fel a Föld magjának titkait

Képzeljük el a Földet úgy, mint egy óriási, összetett szerkezetet, amelynek belsejében folytonos, megállíthatatlan mozgás zajlik. Az iskolai...

Képzeljük el a Földet úgy, mint egy óriási, összetett szerkezetet, amelynek belsejében folytonos, megállíthatatlan mozgás zajlik.

Az iskolai földrajzórákról mindannyian emlékezhetünk az alaptételekre: lábaink alatt a szilárd, mégis vékony kéreg húzódik, ezen éli a emberiség a mindennapjait. Alatta a képlékeny, forró köpeny található, még beljebb pedig a folyékony fémből álló külső mag, amely egy elképesztően forró, szilárd belső magot ölel körbe.

Bár ez a modell szinte kőbe vésettnek tűnik a tankönyvekben, valójában alig több mint százéves tudásról van szó. A geológusok a földrengések által kiváltott szeizmikus hullámok vizsgálatával fejtették meg bolygónk belső szerkezetét. Észrevették, hogy a szilárd és folyékony anyagokon egyaránt átjutó primér vagy P-hullámok sebessége megváltozik a mélyben, míg a csak szilárd közegben terjedő szekunder vagy S-hullámok egyszerűen elakadnak, amikor elérik a folyékony külső magot.

Az utóbbi években azonban kiderült, hogy a Föld mélye messze nem olyan egyenletes és statikus, mint ahogyan azt korábban gondoltuk. Egy meglepő és komor forrás, a hidegháborús és az azt követő évtizedek földalatti atomrobbantásai most új, lenyűgöző részleteket tártak fel bolygónk legmélyebb folyamatairól.

Ying Zhou, a Virginia Tech geofizikusa egy egészen újszerű megközelítést alkalmazott a Föld belső szerkezetének kutatására. A szakember a Francia Polinéziában található Mururoa-atoll alatt 1977 és 1995 között végrehajtott francia földalatti atomtesztek szeizmikus hullámait elemezte. Ezek az óriási erejű mesterséges lökéshullámok átutaztak az egész bolygón, és a több ezer kilométerrel odébb, Kazahsztánban található szeizmikus állomáson rögzítették őket. (1)

Ez a felállás páratlan lehetőséget biztosított a tudósok számára. Mivel a nukleáris kísérletek szinte hajszálpontosan ugyanazon a földrajzi helyen történtek, az általuk keltett hullámok szinte teljesen azonos útvonalat tettek meg a Föld belsejében. Ez gyakorlatban azt jelentette, hogy a kutatónak egymást követő, tisztán összehasonlítható pillanatfelvételei keletkeztek arról, hogy mi történik a Föld mélyén az idő múlásával.

A kapott adatok elemzése meglepő eredményt hozott. Zhou felfedezte, hogy a külső magon áthaladó szeizmikus hullámok menetideje nem volt állandó az évek során. Az 1977-es mérésekhez képest 1982-ben és 1983-ban a hullámok körülbelül 0,1 másodperccel gyorsabban tették meg a távot, 1988 és 1990 között pedig már 0,15 másodperccel volt sebesebb a haladásuk. Ezzel szemben 1995-re a folyamat megfordult, és a hullámok 0,15–0,2 másodperccel lelassultak.

Első hallásra a másodperc törtrészei elhanyagolható különbségnek tűnhetnek, de egy olyan hullám esetében, amely több ezer kilométert tesz meg a Föld legsűrűbb rétegein keresztül, ez a minimális eltérés óriási jelentőséggel bír. A jelenség arra utal, hogy a hullámok nem egyenletes, homogenizálódott közegen haladnak át, hanem egy folyamatosan változó, kevert és változatos szerkezetű anyagon. Ami pedig még ennél is döbbenetesebb: ez az anyag szemmel láthatóan elmozdult és átrendeződött a mérések három évtizede alatt.

A kutatás során egy eddig ismeretlen szeizmikus hullámtípust is sikerült azonosítani, amelyet Zhou PKrKP hullámnak nevezett el. Míg a hagyományos hullámok áthaladnak a belső magon vagy visszaverődnek róla, ez a különleges hullám a folyékony külső mag közepén verődik vissza. Ez a viselkedés tette lehetővé a geofizikus számára, hogy pontosan elhatárolja a külső magban zajló változásokat a földköpeny hatásaitól.

A számítások szerint a külső magban egy gigantikus, több mint 700 kilométer széles és nagyjából 100 kilométer vastag anomália mozog a Csendes-óceán déli része alatti régióban. Zhou elmélete szerint ez a hatalmas képződmény nem más, mint a folyékony, olvadt fémáramlásban lebegő szilárd anyaghalmaz, amely úgy viselkedik, mint a paradicsomlevesben úszkáló óriási krutondarabok.

Ez a felfedezés gyökeresen megváltoztatja a külső magról alkotott képünket. Úgy tűnik, a Föld ezen rétege nem egy egyszerű, egyenletesen kavargó olvadt fémóceán, hanem egy sokkal összetettebb, hevesen keveredő rendszer. Ennek a mozgásnak a pontos megértése pedig kulcsfontosságú lehet számunkra, hiszen a külső magban zajló fémáramlások generálják a Föld mágneses mezejét, amely megvédi bolygónkat és a légkört a veszélyes kozmikus sugárzástól.

Ha a külső magban ekkora léptékű és sebességű változások történnek, az közvetve befolyásolhatja a mágneses mező viselkedését, sőt, más kutatások szerint még a belső mag alakjának deformálódásához is hozzájárulhat.

A tanulmány igazi áttörését a megfigyelt időskála adja. Korábban a természetes földrengések alapján próbáltak hasonló változásokat kimutatni, de a természetes rengések pontos helyének bizonytalansága miatt a jeleket nehéz volt elkülöníteni a mérési hibáktól. A több évtizeddel ezelőtti nukleáris kísérletek viszont hajszálpontos, kontrollált forrásként szolgáltak.

Bár ezek a szörnyű robbantások jóvátehetetlen károkat okoztak a környezetben és pusztító nyomot hagytak az érintetlen ökoszisztémákban, a tőlük származó adatok révén a tudósok most mégis belehallgathattak a Föld legmélyebb, legrejtettebb belső gépezetének működésébe. (2)

(1) - https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/
(2) - https://www.sciencealert.com/all-those-