Geologie | Svět2000

Magmatická nádrž největší podmořské sopky Kikai se znovu naplňuje

1. 4. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 3 min read 74 Zobrazení Japonsko, kaldera, magma, rezervoár, sopka, sopky, Univerzita v Kóbe, výbuch, Yellowstone, Zermě

Geologie Nové TOP 10 Země

Explozivní erupce, které tvoří kalderu, vyvrhují objemné množství magmatu během gravitačního kolapsu stropu magmatické komory. Je známo, že ke kolapsu kaldery dochází rychlou dekompresí magmatické komory v malé hloubce, avšak prahové hodnoty pro dekompresi magmatické komory, které podporují kolaps kaldery, nebyly nikdy testované na příkladech ze skutečných erupcí tvořících kalderu.

O procesech, které vedou k opětovným erupcím supervulkánu, jako je převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku (na obrázku), víme jen velmi málo, a proto nejsme k předpovědím dostatečně vybaveni. Jak se ale takové obří podmořské sopky naplňují?

260327-Seama-Reinjection-Caldera — Popis: O procesech, které vedou k opětovným erupcím supervulkánu, jako je převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku (na obrázku), víme jen velmi málo, a proto nejsme dostatečně vybaveni k předpovědím.

Zkoumání podmořské kaldery Kikai v Japonsku vědcům umožňuje obecněji porozumět obřím kalderovým sopkám, jako jsou Yellowstone nebo Toba. Také je přibližuje k předpovídání jejich chování.

Některé sopky vybuchují velmi prudce. Spolu s výbuchem vyvrhují takový objem magmatu, že by to dokázalo pokrýt celý Central Park, který by byl hluboký 12 km. Nakonec po ní zůstane jen široký a poměrně mělký kráter, takzvaná „kaldera“.

Příklady takových supervulkánů jsou kaldera Yellowstone, kaldera Toba a převážně podvodní kaldera Kikai v Japonsku, která naposledy vybuchla před 7 300 lety, což byla největší sopečná erupce v současné geologické epoše, holocénu.

A i když po výbuchu vypadají prázdné, protože v místech dochází k propadům, víme, že umí vybuchovat znovu. Ale o procesech, které k erupci vedou, víme jen velmi málo. Pro řešení otázek proč a jak k tomu dochází se vědci rozhodli studovat kalderu Kikai, která se nachází převážně pod vodou. Podvodní poloha vědcům umožňuje provádět systematické průzkumy ve velkém měřítku.

Vědec z univerzity v Kóbe, který se spojil s Japonskou agenturou pro mořské vědy a technologie Země (JAMSTEC), použil pole vzduchových děl, která vyvolávají umělé seismické impulsy. Pomocí seismometrů oceánského dna naslouchali tomu, jak se tato seismická vlna šíří zemskou kůrou a sledovali, jak se mění její stav. Zjistili, že přímo pod sopkou, která vybuchla před 7 300 lety, se skutečně nachází oblast, která se do značné míry skládá z magmatu a charakterizovali velikost a tvar rezervoáru. Vzhledem k jeho rozsahu a umístění je zřejmé, že se ve skutečnosti jedná o stejný rezervoár magmatu jako při předchozí erupci.

Nová magma nové složení

Toto magma však pravděpodobně není pozůstatkem oné erupce. Vědci si uvědomili, že uprostřed kaldery se v posledních 3 900 letech formuje nová lávová kopule a chemické analýzy ukázaly, že materiál produkovaný touto a další nedávnou sopečnou činností má jiné složení než ten, který byl vyvržen při poslední obří erupci.

To znamená, že magma, která je nyní přítomná v magmatickém rezervoáru pod lávovou kopulí, je pravděpodobně nově vstřikované magma. To umožňuje vědcům navrhnout obecný model toho, jak se tyto magmatické rezervoáry pod kalderovými sopkami nově doplňují.

Jejich model opětovného vstřikování magmatu je v souladu s existencí velkých mělkých magmatických rezervoárů pod jinými obřími kalderami, jako jsou Yellowstone a Toba. Vědci doufají, že jejich zjištění přispějí k pochopení cyklů zásobování magmatem po obřích erupcích.

Aby vědci dokázali lépe monitorovat klíčové ukazatele budoucích obřích erupcí, je nutné pochopit procesy opětovného vstřikování a na tomto základě zdokonalit metody, které se ve studii ukázaly jako velmi užitečné.

Zdroj: Univerzita v Kóbe; https://www.kobe-u.ac.jp/en/news/article/20260327-67665/ ; DOI10.1038/s43247-026-03347-9;

Působivý objev velké ohnivé koule, která dopadla do oceánu v období Mladší doby ledové

30. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 3 min read 57 Zobrazení Grónsko, Mladší doba ledová, Mladší dryas, ohnivá koule, Země

Evoluce Geologie Nové Oceán Vědecké objevy

Vědci našli na dně oceánu důkazy pro teorii dopadu komety z Mladšího dryasu, jinak známé také jako Mladší doba ledová.

Období Mladšího dryasu se datuje mezi lety cca 12 900–11 700 let před současností. Šlo o náhlý návrat ledových podmínek na konci poslední doby ledové, který způsobil prudké ochlazení (o 4–10 °C v Grónsku) a návrat tundry do Evropy. Toto suché a chladné období trvalo přibližně 1 200 let a jeho následkem bylo přerušeno předchozí oteplování.

Ohnivé koule, které dopadají na Zemi, obvykle nejsou celé komety, ale spíše úlomky trosek. Aby vědci identifikovali možné impaktní události, hledají důkazy o „impaktních zástupcích“, jako je kometární prach obohacený o platinu a další vzácné prvky, nebo mikrosférule, malé kuličky ve tvaru koulí z roztaveného sedimentu vytvořené v oblaku výbuchu vzduchu. Tito impaktní návštěvníci se můžou objevit, když Země prochází stopou fragmentované komety. Tyto fragmenty často explodují při vstupu do zemské atmosféry a rozptýlí impaktní trosky po celém světě.

Christopher Moore, profesor z Ústavu pro archeologii a antropologii, analyzoval sedimenty z oceánského dna v Baffinově zálivu v Grónsku. Toto bádání poprvé přineslo důkazy získané přímo ze dna oceánu. Ukazuje se, že dopad komety mohl před cca 13 000 lety opravdu vyvolat náhlé ochlazení atmosféry během období známého jako mladší dryas.

Toto je poprvé, co vědci našli důkazy na dně oceánu. Na souši se tyto důkazy hromadí od roku 2007.

Meteority dopadající na zem v neporušeném stavu jsou velmi vzácné. Pokud k nim dojde, obvykle spadnou do vody, protože 70 % zemského povrchu je pokrytí oceány. Statistická pravděpodobnost nebezpečí střetu je pro lidi obecně nízká.

Hledání platinových nanočástic v Grónsku

V prvním pokusu vědci použili průlomovou novou techniku k identifikaci přítomnosti platinových nanočástic, klíčového markeru kometárního prachu, který tyto částice umisťuje do spodní hranice mladšího dryasu.

Vědci pro detekci a identifikaci nanočástic uložených na dnech a laserové ablace využili novou revoluční techniku, aby identifikovali kovové úlomky odpovídající prachu z komet. Včetně mikrosfér bohatých na železo a oxid křemičitý, které vznikají při vzduchu komet a následných dopadech trosek, které se široce rozptylují na zemském povrchu.

Vědci také nalezli zkroucené a složené kovové prachové částice vyrobené ze železa a niklu s ochuzeným obsahem kyslíku, které pravděpodobně vznikají z prachu komet.

Důkaz o hypotéze mladšího Dryasu

Vědci objevili v jádrech suchozemských ložisek důkazy o velké kosmické události na čtyřech kontinentech světa, ke které došlo zhruba před 13 000 lety. Tato událost mohla potenciálně způsobit vyhynutí desítek velkých živočišných druhů, narušit lidské populace a spustit náhlé ochlazení klimatu, které někteří nazývají „mini-doba ledová“. Moorův objev představuje první potvrzující důkaz o mladším dryasu, který vědci získali ze dna oceánu. Dále také vědci v oceánech objevili platinu, prvek, který je v zemské kůře vzácný, ale v asteroidech a kometách je naopak jeho výskyt běžný. Identifikovali také vysokoteplotní tavené sklo, o kterém je známo, že vzniká při impaktních událostech.

Tato destabilizace ledovcového příkrovu spustila uvolnění obrovských sladkovodních jezer, která se vlévala do oceánu a zastavila cirkulaci oceánských tepelných proudů, čímž spustila ochlazování v období mladšího dryasu. Předchozí výzkum mnoha členů tohoto týmu také nalezl důkazy o masivním lesním požáru, který spálil až 10% zemské biomasy.

Zdroj: Univerzita Jižní Karolíny; autor studie Christopher Moore, výzkumný profesor z Ústavu pro archeologii a antropologii a ředitel jihovýchodního paleoamerického průzkumu na Univerzitě v Jižní Karolíně; https://www.sc.edu/uofsc/posts/2025/08/08-younger-dryas-comet.php

Pod Velkým solným jezerem je skrytá sladká voda

24. 3. 2026 Iveta Mauci 0 komentářů 4 min read 56 Zobrazení Antelope Island, Farmington Bay, kruhové mohyly, sedimenty, sladká voda, solanka, Solné jezero

Geologie Nové TOP 10

Obrovské překvapení čekalo vědce, kteří mapovali terén pomocí letecké elektromagnetického snímkování (AEM). Snímkování geologických struktur, které se nacházejí pod Farmington Bay a Antelope Island u jihovýchodního břehu jezera, odhalily skrytý zdroj sladké vody.

Neočekávanou částí nebyla solná čočka, ale to, že sladká voda, která je ukrytá pod ní, zasahuje tak hluboko do nitra jezera. Možná je dokonce pod celým jezerem. To vědci zatím netuší. Jako hydrologové by normálně očekávali, že solanka bude zabírat celý objem pod jezerem, protože je hustší než sladká voda. Člověk by očekával, že sladká voda z hor bude přitékat někde na okraji. Ale vědci zjistili, že přitéká směrem do nitra. A právě pod touto solnou čočkou to vypadá, že je ukrytý hluboký objem této sladké vody.

Analýza dat provedená geofyziky z Univerzity v Utahu ukazuje, že sladká voda nasycuje sedimenty pod hypersalinním povrchem jezera až do hloubky 3 až 4 kilometrů. Geofyzikální průzkum provedený z vrtulníku, provedli vědci poté, kdy vědci z Utahu zjistili, že sladká voda pod tlakem vyvěrá na několika místech na odkryté pláži jezera. Sladká voda se na těchto místech projevuje v podobě podivných mohyl pokrytých fragmity.

Popis: *Posádka vrtulníku, která se 28. února 2025, připravovala k průzkumnému letu s leteckým elektromagnetickým průzkumným zařízením na ostrově Antelope Island.*

***Popis: Vrtulník vzlétá z ostrova Antelope s elektromagnetickým průzkumným zařízením pro geofyzikální sběr dat nad Farmington Bay v únoru 2025.***

***Popis: Snímek z Google Earth, který zachycuje Round Spot 9, jeden z několika valů tvořících se ve Farmington Bay, pořízený v květnu 2025.***

Popis: ScreMapa oblasti leteckého elektromagnetického průzkumu překrytá na podkladové mapě ESRI World Imagery. Polohy letových linií jsou zobrazené červeně a protínají ostrov Antelope Island a záliv Farmington Bay. Kruhy označují umístění nánosů fragmitů.

Jde o první studii, která prokázala, že metoda AEM má schopnost detekovat sladkou vodu, která se nachází pod tenkou vrstvou tamní vodivé slané vody. Vědci také charakterizovali prostorový rozsah sladkovodní nádrže pod Farmingtonským zálivem a studovali potenciální hloubku sedimentů nasycených sladkou vodou vymezením struktury suterénu. Vědci tak byli schopni odpovědět na otázku, jak hluboká je tato potenciální nádrž a jaký je její prostorový rozsah pod východním okrajem jezera. Když znáte hloubku a šířku, znáte porézní prostor, pak můžete vypočítat potenciální objem sladké vody.

Důkazy předložené v této nové studii naznačují, že sladká voda vstupuje do podpovrchového prostředí směrem k nitru jezera, nikoli k jeho okraji, jak by se očekávalo.

Zájem o kruhové mohyly

Studie byly podnícené výskytem kruhových mohyl o průměru 50 až 100 metrů, pokrytých 4,5 metru vysokými houštinami rákosu na vyschlém dně zálivu Farmington Bay. Klesající hladina jezera odhalila 1280 km² jezera Playa, které se nyní stává hlavním zdrojem prachového znečištění vanoucího do center obyvatelstva Utahu.

Profesor Johnson chce prozkoumat, zda by bylo možné bezpečně využívat artézskou podzemní vodu ke zmírnění prachu obsahujícího toxické kovy.

„Prvořadým cílem je pochopit, zda bychom mohli tuto sladkou vodu využít k navlhčení prachových ohnisek a jejich smysluplnému uhašení, aniž bychom příliš narušili systém sladké vody. Pro mě je to primární cíl, protože je to velmi praktické a je nepravděpodobné, že bychom byli schopni dostatečně zaplnit Farmington Bay a další části pláže, abychom se vyhnuli vzniku prachových skvrn ve vyšších nadmořských výškách. To by byl skvělý způsob, jak toho dosáhnout,“ řekl Johnson.

Vědci ve studii měřili elektrický odpor do hloubky asi 100 metrů. Pomocí leteckých elektromagnetických průzkumů dokázali rozlišit sladkou vodu od slané, která je mnohem elektricky vodivější. Aby zjistili, zda je to možné, vědci najali geofyzikální posádku z Kanady, která měla za úkol řídit elektromagnetické zařízení, které bylo zavěšené pod vrtulníkem. Vrtulník přeletěl 10 průzkumných linií ve směru východ-západ, které se táhly od Farmington Bay až po severní část ostrova Antelope Island. Celkem zmapovali 240 kilometrů..

Letecký průzkum celého jezera by mohl pomoci s regionálním plánováním vodních zdrojů a informovat o podobných hledáních sladké vody pod koncovými jezery po celém světě.

Zdroj: https://attheu.utah.edu/feature/great-salt-lakes-mystery-islands/; vědecká studie DOI 10.1038/s41598-026-40995-5; hlavní autor Michael Ždanov, profesor geologie a geofyziky a ředitel Konsorcia pro elektromagnetické modelování a inverzi (CEMI)

spitsbergen, scandinavia, north, polar bear warning, spitsbergen, spitsbergen, spitsbergen, spitsbergen, spitsbergen

Vědci zaznamenali dramatické tání na Špicberkách

22. 7. 2025 Iveta Mauci 1 min read 204 Zobrazení Arktická zima, Norsko, oteploání, Severní ledový oceán, Špicberky

Geologie Nové Příroda/Fauna Země

Arktická zima dosáhla bodu tání. Během únorového (2025) terénního průzkumu se vědci setkali s mimořádně vysokými teplotami, rozsáhlým táním sněhu a kvetoucí vegetací.

Představte si, že se vydáte na hory, sbalíte si lyže, teplé oblečení a beranici, ale když dorazíte na svah, litujete, že jste si nepřibalili kraťasy a nevzali raději kolo. Přesně něco takového se stalo vědeckému týmu z Královské londýnské společnosti Marie, když šli udělat pravidelný průzkum, jak to vypadá nahoře na svazích a nestačili se divit. Místo péřové bundy potřebovali pláštěnky. Když se na to podíváme s nadsázkou, situace vypadá vtipně, ale z vědeckého hlediska bych se tomu rozhodně nesmála. Spíše bych měla sevřené hrdlo.

„Stát v kalužích vody na úpatí ledovce nebo na holé, zelené tundře bylo šokující a neskutečné. Silná sněhová peřina pokrývající krajinu zmizela během několika dní. Vybavení, které jsem si sbalil, mi připadalo jako relikvie z doby dávno minulé,“ popsal svůj zážitek Dr. Bradley.

Špicberky, které se oteplují šestkrát až sedmkrát rychleji než je celosvětový průměr, jsou v popředí klimatické krize, přičemž zimní teploty rostou téměř dvojnásobně oproti ročnímu průměru. Komentář zdůrazňuje, že zimní oteplování v Arktidě již není výjimkou, ale opakujícím se rysem hluboce změněného klimatického systému, což zpochybňuje dlouhodobě zakořeněný předpoklad o mrazivé arktické zimě.

Tým, zvyklý připravovat se na extrémně nízkou teplotu, jenž by nevyrazil do terénu bez thermoprádla, pořádnými rukavicemi a peřových bund, se najednou ocitl stojící na ledovci v dešti, kde pracoval s holýma rukama.

Tato zkušenost potvrzuje dlouhodobé prognózy o zesilování arktického počasí, ale také zdůrazňuje alarmující rychlost, s jakou se tyto změny projevují. Překročení prahu tání 0 °C má transformační dopad na fyzické prostředí, dynamiku místních ekosystémů a samotnou metodologii provádění vědeckého výzkumu v Arktidě během zimy.

Důsledky těchto rychlých zimních změn pro arktický ekosystém jsou dalekosáhlé. Zimní oteplování může narušit vše od mikrobiálního koloběhu uhlíku až po přežití arktické divoké zvěře.

Zdroje: https://www.eurekalert.org/news-releases/1091568, https://www.nature.com/articles/s41467-025-60926-8

yellowstone park, national park, yellowstone, usa, basin

V Yellowstonu se objevila nová díra, teplota bazénu je 43°C

16. 7. 2025 Iveta Mauci 2 min read 935 Zobrazení Norris Geyser Basin, Yellowston

Geologie Nové Zajímavosti Země

Nejnovější hydrotermální útvar vznikl ke konci roku 2024 a začátkem roku 2025, ale pravděpodobně svůj dramatický zrod načasoval na Boží hod vánoční 2024. Přišel jako explozivní dar z hlubin. Teprve v následujících týdnech nastala jeho další bouřlivá aktivita. Hydrotermální exploze vytvořila novou díru naplněnou křídově modrou vodou.

Geologové z USGS ho objevili teprve v dubnu 2025. Podle průzkumu satelitních dat vědci odhalili, že k 19. prosinci 2024 tam díra ještě nebyla, ale začátkem ledna 2025 už byla patrná mělká prohlubeň. Jezírko se vyvíjelo do útvaru, který je viditelný dnes, cca do 13. února, kdy se postupně naplňoval vodou.

Bazén se nachází v menší dílčí pánvi Norris Geyser Basin, která je popisovaná jako „nejteplejší, nejstarší a nejdynamičtější “ termální oblast v Yellowstonu. Otvor o průměru přibližně 4 metry je naplněn teplou vodou (asi 43 °C), která stoupá asi 30 centimetrů pod povrch.

Observatoř sopek Yellowstone — Animace satelitních snímků oblasti Porcelain Basin v Norris Geyser Basin v Yellowstonském národním parku ve vysokém rozlišení, zobrazující vývoj nového termálního bazénu v zakroužkované oblasti. Na snímcích z 19. října a 19. prosince 2024 není bazén žádný náznak. Na snímku ze 6. ledna 2025 je viditelná malá prohlubeň. Na snímku z 13. února 2025 je bazén plně vytvořený. Snímky zpracoval R. Greg Vaughan (USGS) a data byla shromážděna satelitním systémem WorldView a zpřístupněna díky licenční smlouvě s koncovým uživatelem NEXTVIEW mezi společností Maxar (dříve DigitalGlobe, Inc.), která podporuje výzkum a aplikace v oblasti věd o Zemi.

Důkazy o jeho vzniku jsou kolem jeho okraje. Vědci zjistili, že okolí je poseté kameny pokrytými jemným prachem, což naznačuje, že byl vytvořen hydrotermální explozí.

K těmto podzemním explozím dochází, když přehřátá voda zachycená pod povrchem vytvoří dostatečný tlak, který prudce prorazí nadložní vrstvu. Často ho spouštějí faktory, jako je seismická aktivita, sezónní tání nebo postupné oslabování horniny kyselými hydrotermálními tekutinami. Když kamenitá čepice už nemá sílu vydržet tlak, protrhne se v proudu páry, čímž rozmetá trosky po okolí a vytvoří nové díry.

Pozorovat tuto aktivitu v Yellowstonu není nijak zvlášť překvapivé. Region překypuje hydrotermální aktivitou a v krajině se neustále objevují nové geologické útvary.

Pohled severozápadně na nový termální bazén v oblasti Porcelain Basin v Norris Geyser Basin v Yellowstonském národním parku, který pravděpodobně vznikl v sérii mírně explozivních událostí mezi koncem prosince 2024 a začátkem února 2025. Skalní útvar a bílý materiál (křemičité bahno) obklopující bazén byly pravděpodobně vymrštěny při jeho vzniku. Bazén má průměr asi 4 metry. Fotografie US Geological Survey od Mika Polanda, 12. května 2025.

Lidarová stínovaná reliéfní mapa oblastí Porcelain Basin a Back Basin v oblasti Norris Geyser Basin v Yellowstonském národním parku. Oranžová hvězda označuje umístění nového termálního bazénu, který se vytvořil někdy od konce prosince 2024 do začátku února 2025.

Zdroje: https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/another-new-hole-ground-norris-geyser-basin, https://www.nps.gov/yell/planyourvisit/norrisplan.htm

Tibetská náhorní plošina, známá jako střecha světa, stále roste

21. 10. 2024 Iveta Mauci 2 min read 608 Zobrazení Indicko-Euroasijská kontinentální kolize, paleoaltimetrie, Pánev Hoh-Xil, Tibet

Geologie Nové Země

Indicko-Euroasijská kontinentální kolize, která vytvořila Tibetskou plošinu známou jako „střecha světa“, je jednou z nejpozoruhodnějších geologických událostí od dob kenozoiky.

Nestejnoměrný šířkový růst tibetské plošiny byl rozpoznaný časově-prostorovými variacemi povrchového zdvihu na plošině z masivních dat paleoaltimetrie.

Pánev Hoh-Xil v severním Tibetu, která byla rychle vyzdvižená v raném miocénu doprovázená rozšířeným postkolizním magmatismem, je zásadní pro zjištění, jak rostla Tibetská náhorní plošina od dob miocénu směrem na sever.

Klíčová oblast západní pánve Hoh-Xil byla dosud špatně pokrytá seismickými stanicemi. Předchozí tomografické snímky neposkytovaly dobré seismické označení pro možné hluboké dynamické procesy zodpovědné za zdvih náhorní plošiny a tamní mladý magmatismus.

Horní rovina je trojrozměrná vizualizace modelu rychlosti S-vlny. Body označují stáří exponovaných postkolizních magmatických hornin. Spodní rovina je geodynamickou interpretací růstu tibetské plošiny, která ukazuje, že pánev Hoh-Xil na severní tibetské plošině, byla vyzdvižena odstraněním litosférického pláště a následnou magmatickou intruzí.

Vědci použili nově zpřístupněná data zaznamenaná seismickými poli rozmístěnými v pánvi Hoh-Xil ke konstrukci trojrozměrného modelu rychlosti S-vlny pomocí tomografie okolního hluku.

Tento model vykazuje rozsáhlé anomálie rychlosti nízké S-vlny v kůře a nejvyšším plášti na severní tibetské plošině, které nelze vysvětlit tepelnými, nebo kompozičními účinky. A proto vyžadují přítomnost tavenin.

Korelované tání kůry a pláště zobrazené v této studii je prostorově shodné s obnaženými mladými magmatickými horninami v pánvi Hoh-Xil. Vědci navrhli, že odstranění litosférického pláště na severní tibetské plošině vyvolalo postkolizní magmatismus. Magmatické narůstání a odpovídající tání zahustily kůru a podpořily tak růst náhorní plošiny směrem na sever.

Zdroj: EurekAlert, Wikipedia Commons, National science review

Dekódování záhadných seismických signálů bylo dokončeno

21. 8. 2024 Iveta Mauci 4 min read 505 Zobrazení anomálie, prekurzory, seismické vlny, sopky, Země, zemětřesení, zemské jádro, zemský plášť

Geologie Nové Výzkum Země

Vědcům, kteří se zabývají zemskou tektonikou, erupcemi a zemětřesením, po celá desetiletí ležela v hlavě otázka, jak vznikají seismické anomálie, které se objevují při zemětřeseních.

Oblasti spodního zemského pláště rozptylují příchozí seismické vlny, které se vracejí na povrch jako prekurzory PKP s různou intenzitou a rychlostí.

Charakteristiky seismických anomálií na hranici zemského jádra a pláště (CMB) poskytují odlišné, ale zásadní informace, nezbytné pro pochopení dynamiky hlubokého zemského pláště a jeho dlouhodobého tepelného a chemického vývoje.

Kompresní vlny, tzv. prekurzory, prochází celým vnitřním jádrem. Jsou sledované více než 60 let. Struktura seismických anomálií v nejhlubším zemském plášti se zkoumá od jejich objevů v Gutenbergu (1958) a Boltu (1962).

První studie tvrdily, že vznikly z přechodových vrstev ve vnějším jádře. Avšak studie využívající analýzy seismických soustav v 70. letech 20. století poskytly důkazy, že prekurzory vznikly rozptylem v blízkosti CMB. Například v Haddonu & Cleary (1974), Kingu et al. (1974), nebo ve Wrightingu (1975).

Původ prekurzorů

Původ některých prekurzorů ve spodním plášti je už dnes dobře známý. Není ale jasné, které vlastnosti je vytvářejí a jak hluboko zasahují do pláště.

Když energie seismických vln způsobená zemětřesením narazí na prvky s jinou hustotou materiálů, část energie se rozptýlí, ale jiná část může být zaznamenaná na seismometrech. Příchozí zaznamenaná energie pochází z nejspodnější hranice jádra a pláště, ale najít místo, odkud rozptýlená energie přichází, bylo náročné.

Geofyzici z Utahu našli tuto souvislost mezi seismickými prekurzory PKP a anomáliemi v zemském plášti.

Souvislost seismických vln

Podle výzkumu zveřejněného v časopise Americké geofyzikální unie, se zdá, že prekurzory PKP se šíří z míst hluboko pod Severní Amerikou a západním Pacifikem a pravděpodobně souvisí se „zónami s velmi nízkou rychlostí“, tenkými vrstvami zemského pláště, kde se výrazně zpomalují.

Zóny ultra nízkých rychlostí

„Jedná se o jedny z nejextrémnějších prvků objevených na naší planetě. Legitimně nevíme, co jsou zač,“ řekl hlavní autor Michael Thorne, docent geologie a geofyziky U.S.A. „Ale jedno víme, zdá se, že se hromadí pod sopkami. Zdá se, že by mohly být kořenem plášťových chocholů, které vedly ke vzniku sopek.“

Chocholy v zemské kůře jsou zodpovědné za vulkanismus pozorovaný v Yellowstonu, na Havajských ostrovech, Samoe, Islandu a nebo na Galapágách.

„Zdá se, že tyto opravdu, opravdu velké sopky přetrvávají stovky milionů let zhruba na stejném místě,“ řekl profesor Thorne. Vědec, který ve své předchozí práci objevil jednu z největších známých zón ultra nízkých rychlostí na světě.

„Nachází se přímo pod Samoou a Samoa je jednou z největších sopek,“ poznamenal profesor Thorne.

Seismické vlny

Geovědci, kteří používali seismické vlny k průzkumu nitra Země, dospěli k moha objevům. Vědci například charakterizovali strukturu pevného vnitřního jádra Země a díky analýze seismických vln sledovali jeho pohyb.

Když zemětřesení otřese zemským povrchem, seismické vlny vystřelí skrz plášť. 2900 kilometrů silnou dynamickou vrstvou horké horniny mezi zemskou kůrou a kovovým jádrem.

Thorneův tým se zajímal o ty, které se „rozptýlí“, když procházejí nepravidelnými útvary, které způsobují změny ve složení materiálu v plášti. Některé z těchto rozptýlených vln se pak stávají právě prekurzory PKP.

Thorne se snažil přesně určit, kde k tomuto rozptylu dochází zejména proto, že vlny procházejí zemským pláštěm dvakrát. To znamená před a po průchodu tekutým vnějším jádrem Země. Jestli prekurzory vznikly na straně zdroje, nebo přijímače, nebylo možné rozlišit kvůli dvojité cestě zemským pláštěm.

Detekce

Asistent výzkumu, Surya Pachhai, vymyslel způsob jak namodelovat křivky, aby mohli detekovat zásadní efekty. Do modelu zahrnul hlavně ty, kterým se dříve nevěnovala pozornost.

Pomocí nejmodernější metody sledování seismického pole a teoretických pozorování ze simulací, analyzovali data z 58 zemětřesení. Zaměřili se na ty, ke kterým došlo kolem Nové Guineje, ale zaznamenané byly v Severní Americe poté, co prošly planetou.

Jejich nová metoda jim umožnila určit, kde došlo k rozptylu. Podél hranice mezi vnějším jádrem tekutého kovu a pláštěm nacházejícím se 2900 kilometrů pod zemským povrchem.

Závěr studie

Zjištění naznačují, že prekurzory PKP pravděpodobně pocházejí z oblastí, které jsou domovem zón s velmi nízkou rychlostí. Thorne má podezření, že se tyto vrstvy silné pouhých 20 až 40 kilometrů, tvoří v oceánské kůře. V místech na rozhraní mezi jádrem a pláštěm, kde na sebe narážejí tektonické desky.

„Nyní jsme zjistili, že tyto zóny s velmi nízkou rychlostí neexistují pouze pod aktivními body. Jsou rozprostřené po celé hranici jádra a pláště pod Severní Amerikou,“ řekl Thorne.

„Nevíme jak. Ale protože je vidíme blízko tektonických desek, myslíme si, že se generují tím, že tají čediče středooceánského hřbetu. Dynamika je pak tlačí po celé Zemi, až se nakonec nahromadí pod sopkami.“

Zdroj: Tiskové středisko univerzity Utah, Univerzita Utah, OXFORD ACADEMIC, AGU Advances

Po původu asteroidu, který zpečetil osud dinosaurů, pátrají geovědci

19. 8. 2024 Iveta Mauci 3 min read 332 Zobrazení asteroid, Chicxulub, geovědci, kometa, poloostrov, vyhynutí dinosaurů, Yukatán

Geologie Nové Vesmír Země

Podle teorie bylo masové vymírání křídy a třetihor spuštěné dopadem asteroidu o průměru nejméně 10 kilometrů. Nová vědecká studie, do které se pustil tým univerzity z Kolína nad Rýnem, ukazuje, že se tak stalo poblíž Chicxulubu na poloostrově Yucatán v Mexiku.

Nová zjištění vyloučila, že by objektem mohla být kometa. Podle nové studie šlo skutečně o asteroid. Při dopadu se asteroid a velké množství zemského kamene sice vypařily, ale jemné prachové částice se rozšířily do stratosféry a zakryly sluneční světlo. To vedlo k dramatickým změnám životních podmínek. Na několik let se tak zastavila fotosyntetická aktivita, která dala však přinesla novou éru. tady na Zemi. Vznik savců.

Mezinárodní studie

Země byla od počátku vzniku zasahovaná vesmírnými tělesy. Předpokládá se, že dopady komet hrály významnou roli při vzniku vody na Zemi. Řada z nich po sobě zanechala obrovské krátery, které dodnes jizví naši planetu. Ale dinosaury nezabila.

Geovědci z Kolína nad Rýnem vedli mezinárodní studii, která měla zjistit původ obrovského kusu skály, který zasáhl Zemi asi před 66 miliony let a trvale změnil klima. Tento objev nám dává nové chápání historie Země a jejích interakcí se zbytkem Sluneční soustavy.

Vědci analyzovali vzorky z horninové vrstvy, která označuje hranici mezi obdobím křídy a třetihor. Víme, že během této doby také došlo k poslednímu velkému hromadnému vymírání na Zemi. Při této změně klimatu vymřelo asi 70 procent všech živočišných druhů. Výsledky naznačují, že asteroid se zformoval mimo oběžnou dráhu Jupiteru na počátku sluneční soustavy.

Prachové částice

Vědci vycházeli ze skutečnosti, že prachové částice uvolněné nárazem byly uložené jako vrstva sedimentu po celé zeměkouli. Mezní vrstvu křídy a třetihor lze proto identifikovat a odebírat vzorky na mnoha místech po celé Zemi. Vzorky obsahují zvýšené koncentrace kovů platinové skupiny, které pocházejí z asteroidu, ale jinak jsou v horninách v zemské kůry extrémně vzácné.

Odkud pochází tento smrtící kámen?

Vzhledem k tomu, že nemůžeme vrátit čas a pozorovat jeho trajektorii, nedokážeme vysledovat zpětný oblouk vedoucí do bodu ve Sluneční soustavě. Můžeme však udělat rozbor vrstvy sedimentu, která zůstala zachovaná ve skále.

Můžeme hledat signatury v minerálech, které lze přiřadit k dnes známým typům vesmírných hornin. Zkoumáním izotopového složení platinového kovu ruthenia v laboratoři čistého vzduchu Ústavu geologie a mineralogie na univerzitě v Kolíně nad Rýnem se vědcům podařilo určit, že asteroid původně pocházel z vnější sluneční soustavy.

„Složení asteroidu je v souladu se složením uhlíkatých asteroidů, které vznikly mimo oběžnou dráhu Jupiteru na začátku sluneční soustavy,“ řekl Dr. Mario Fischer-Gödde, první autor studie.

Pro srovnání bylo pro studii stanovené také složení izotopů ruthenia jiných kráterů a impaktních struktur různého stáří na Zemi. Tyto údaje ukazují, že za posledních 500 milionů let zasáhly Zemi téměř výhradně úlomky takzvaných asteroidů skalního typu. Na rozdíl od dopadu na hranici křídy a třetihor pocházejí tyto asteroidy z vnitřní sluneční soustavy. Více než 80 procent všech úlomků asteroidů, které zasáhly Zemi ve formě meteoritů, pochází z vnitřní sluneční soustavy.

„Naše výzkumy ukázaly, že dopad asteroidu, jako je ten v Chicxulubu, je v geologickém čase velmi vzácný a jedinečný. Tento projektil z vnějších částí sluneční soustavy zpečetil osud dinosaurů a mnoha dalších druhů,“ dodal ke studii profesor Carsten Münker, spoluautor studie.

Zdroj: Univerzita Kolín

Vědci identifikovali nejrychlejší tempo přirozeného nárůstu oxidu uhličitého za posledních 50 000 let

14. 5. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 0 komentářů 3 min read 485 Zobrazení Antarktida, atmosféra, CO2, ekologie, globální oteplování, led, zrychlení

Budoucnost Geologie Nové TOP 10 Země

***Plátek z antarktického ledového jádra. Vědci studují chemikálie uvězněné ve starém ledu, aby se dozvěděli o minulém klimatu.***

Podle recenzovaného článku AAAS, publikovaného v Eureka Alert, je dnešní rychlost nárůstu atmosférického oxidu uhličitého 10krát rychlejší než v kterémkoli jiném bodě za posledních 50 000 let, zjistili vědci pomocí podrobné chemické analýzy starověkého antarktického ledu.

Zjištění, která byla zveřejněna v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, poskytují důležité nové pochopení období náhlých změn klimatu v minulosti Země a nabízejí nový pohled na potenciální dopady změny klimatu dnes.

„Studium minulosti nás učí, jak je dnešek jiný. Rychlost změny CO2 je dnes skutečně bezprecedentní,“ řekla Kathleen Wendtová, odborná asistentka na Vysoké škole Země, Oceánské a atmosférické vědy Oregonské státní univerzity a hlavní autorka studie.

Oxid uhličitý, neboli CO2, je skleníkový plyn, který se přirozeně vyskytuje v atmosféře. Když se oxid uhličitý dostane do atmosféry, přispívá k oteplování klimatu v důsledku skleníkového efektu. V minulosti hladiny kolísaly v důsledku cyklů doby ledové a dalších přírodních příčin, ale dnes rostou kvůli lidským emisím.

Led, který se v Antarktidě vytvořil během stovek tisíc let, zahrnuje starověké atmosférické plyny zachycené ve vzduchových bublinách. Vědci používají vzorky tohoto ledu, získané vrtáním jader až do hloubky 3,2 kilometrů, k analýze stopových chemikálií a vytváření záznamů o minulém klimatu

Předchozí výzkum ukázal, že během poslední doby ledové, která skončila asi před 10 000 lety, bylo několik období, kdy se zdálo, že hladiny oxidu uhličitého vyskočily mnohem výše, než je průměr. Ale tato měření nebyla dostatečně podrobná, aby odhalila plnou povahu rychlých změn, což omezuje schopnost vědců porozumět tomu, co se děje, řekla Wendtová.

„Pravděpodobně byste nečekali, že to uvidíte u mrtvých z poslední doby ledové,“ řekla. „Náš zájem však vzbudil a chtěli jsme se vrátit do těchto období a provést měření podrobněji, abychom zjistili, co se děje.“

Wendtová a kolegové pomocí vzorků z ledového jádra Západní Antarktidy Ice Sheet Divide zkoumali, co se během těchto období dělo. Identifikovali vzorec, který ukázal, že k těmto skokům v oxidu uhličitém došlo vedle chladných intervalů v severním Atlantiku známých jako Heinrichovy události, které jsou spojeny s náhlými změnami klimatu po celém světě.

„Tyto Heinrichovy události jsou skutečně pozoruhodné,“ řekl Christo Buizert, docent na Vysoké škole Země,Oceánské a atmosférické vědy Oregonské státní univerzity a spoluautor studie. „Myslíme si, že jsou způsobeny dramatickým kolapsem severoamerického ledového příkrovu. To dává do pohybu řetězovou reakci, která zahrnuje změny v tropických monzunech, západních větrech na jižní polokouli a těchto velkých říháních CO2 vycházejících z oceánů.

Během největšího přirozeného vzestupu se oxid uhličitý za 55 let zvýšil asi o 14 ppm. A ke skokům docházelo zhruba jednou za 7 000 let. Při dnešním tempu trvá tento nárůst pouze 5 až 6 let.

Důkazy naznačují, že během minulých období přirozeného nárůstu oxidu uhličitého zesílily také západní větry, které hrají důležitou roli v cirkulaci hlubokých oceánů, což vedlo k rychlému uvolňování CO2 z jižního oceánu.

Jiné výzkumy naznačily, že tyto západní oblasti v průběhu příštího století v důsledku klimatických změn posílí. Nová zjištění naznačují, že pokud k tomu dojde, sníží se schopnost jižního oceánu absorbovat oxid uhličitý vytvořený člověkem, poznamenali vědci.

„Spoléháme na to, že jižní oceán pohltí část oxidu uhličitého, který vypouštíme, ale rychle sílící jižní větry oslabují jeho schopnost to udělat,“ řekla Wendtová.

*Mezi další spoluautory patří Ed Brook, Kyle Niezgoda a Michael Kalk ze státu Oregon; Christoph Nehrbass-Ahles z univerzity v Bernu ve Švýcarsku a Národní fyzikální laboratoře ve Spojeném království; Thomas Stocker, Jochen Schmitt a Hubertus Fischer z univerzity v Bernu; Laurie Menviel z University of New South Wales v Austrálii; James Rae z University of St. Andrews ve Spojeném království; Juan Muglia z Argentiny; David Ferreira z University of Reading ve Spojeném království a Shaun Marcot z University of Wisconsin-Madison.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences: DOI10.1073/pnas.2319652121.

Pomalu se pohybující zemětřesení jsou řízena propustností hornin

7. 5. 2024 Adam Walko 0 komentářů 3 min read 411 Zobrazení geologie, horniny, Nový Zéland, propustnost, Země, zemětřesení

Geologie Příroda/Fauna Zemětřesení

Na obrázku je jeden z *výchozů, z nichž vědci v roce 2022 sbírali horniny na Novém Zélandu.*

Zemětřesení jsou nejdramatičtějším a nejpozoruhodnějším výsledkem pohybu tektonických desek. Jsou často destruktivní a smrtící, nebo přinejmenším fyzicky pociťované, jsou to doslova přelomové geologické události. Ne všechny tektonické pohyby však mají za následek účinky, které mohou lidé vnímat.

K událostem pomalého skluzu dochází, když se zadržované tektonické síly uvolňují v průběhu několika dnů nebo měsíců, jako je zemětřesení, které se rozvíjí ve zpomaleném pohybu. Postupnější pohyb znamená, že lidé nebudou cítit, jak se jim země chvěje pod nohama a budovy se ještě nezřítí. Ale nedostatek destrukce nečiní pomalé události méně vědecky důležité. Ve skutečnosti může jejich role v cyklu zemětřesení pomoci vést k lepšímu modelu předpovídat, kdy k zemětřesení dojde.

V článku publikovaném nedávno v Geophysical Research Letters, výzkumná skupina Jacksonovy školy geologických věd zkoumá, jak složení hornin, konkrétně jejich propustnost, nebo jak snadno jimi mohou protékat tekutiny, ovlivňuje frekvenci a intenzitu pomalých skluzů.

V letech 2019 a 2022 skupina cestovala na severní ostrov Nového Zélandu, aby sbírala kameny z několika výchozů poblíž okraje Hikurangi. Jedná se o subdukční zónu u pobřeží Nového Zélandu, kde dochází běžně, zhruba jednou ročně, k pomalým skluzům. Vědci přivezli vzorky hornin zpět do UT, kde testovali jejich propustnost a elastické vlastnosti.

*Vzorky hornin odebrané z výchozů na Novém Zélandu v roce 2022 byly odebrány do laboratoří na Jackson School of Geosciences na Texaské univerzitě v Austinu.*

Jejich testy ukázaly, jak mohou póry v horninách kontrolovat pravidelné pomalé skluzy v této subdukční zóně. Předchozí studie naznačovaly, že vrstva nepropustné horniny na vrcholu sestupující tektonické desky slouží jako utěsněné víko, zachycující tekutinu v pórech podložních vrstev hornin. Jak se tekutina hromadí pod těsněním, tlak se zvyšuje a nakonec se stane dostatečně vysokým, aby vyvolal pomalý skluz nebo zemětřesení. Tato událost pak poruší nepropustné těsnění, dočasně rozlomí horniny a umožní jim nasávat tekutiny. Během několika měsíců se skály zahojí a vrátí se k původní propustnosti a cyklus začíná znovu.

Při studiu tohoto cyklu Tisato a další výzkumníci testovali horniny z blízkých povrchových výchozů, které byly kdysi součástí zemětřesného zlomu hluboko pod zemí. Předchozí studie propustnosti byly provedeny pouze na sypkých sedimentech, které byly zpevněny do pevné horniny.

„Poprvé pomocí hornin, které jsou reprezentativní pro ty v hloubce, ukazujeme, že propustnost řídí (pomalé skluzy),“ řekl.

Docent Jacksonovy školy geologických věd profesor Nicola Tisato a profesor výzkumu Harm Van Avendonk, v roce 2022 na Novém Zélandu, aby si udělali selfie.

Laura Wallace, výzkumná pracovnice z Ústavu geofyziky Texaské univerzity a GEOMARu v Německu, studuje události pomalého skluzu již více než 20 let a byla první osobou, která zaznamenala události pomalého skluzu vyskytující se v oblasti Hikurangi Margin. Řekla, že tento dokument přidává další datové body, které informují o časových měřítcích, ve kterých mohou proběhnout změny poruchové zóny, což může ovlivnit pozorované cykly pomalých skluzů.

„Konečným cílem tohoto výzkumu je pochopit, proč k zemětřesení dochází a nakonec sestavit přesvědčivý model, který je dokáže dokonce předvídat,“ řekl Tisato, hledáme kód, který vědci teprve musí rozluštit.“

On a postgraduální student Jacob Allen v současné době analyzují vzorky hornin ze středu okraje a testují rozdíly v propustnosti. Horniny na severním konci této subdukční zóny jsou bohatší na jíly než na jižním konci. Protože jsou jíly tvárné a mohou pojmout velké množství vody a jiných tekutin, jsou ideální k zachycování, lámání a odvádění těchto tekutin. To by mohlo vysvětlit, proč k událostem pomalého skluzu na severním konci subdukční zóny dochází často, zatímco na jižním konci k nim dochází zřídka, řekl Tisato. „Pokud to pochopíme, pak máme další krok, jak řídit předpovědi.“

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v časopise Geophysical Research Letters.

K tomuto článku přispěli také tři postgraduální studenti z Jacksonova škola geologických věd: Carolyn Blandová, Kelly Olsenová a Andrew Gase.