Vědci si dříve nebyli jisti, jak se drahé kameny dostávají na zemský povrch
„Diamanty jsou věčné.“ Tento ikonický slogan, vytvořený pro velmi úspěšnou reklamní kampaň ve 40. letech 20. století, prodával drahé kameny jako symbol věčného závazku a jednoty. Nový výzkum, který provedli vědci z různých zemí a který byl publikován v časopise Nature, však naznačuje, že diamanty mohou být také znamením rozpadu. Tedy rozpadu zemských tektonických desek. Dokonce může poskytnout vodítko k tomu, kde je nejlépe hledat.
Diamanty, které jsou nejtvrdšími přírodními kameny, vyžadují ke svému vzniku intenzivní tlaky a teploty. Těchto podmínek je dosaženo pouze v hlubinách Země. Jak se tedy dostanou z hlubin Země na povrch?
Diamanty jsou vynášeny nahoru v roztavených horninách neboli magmatech zvaných kimberlity. Až dosud jsme nevěděli, jaký proces způsobil, že kimberlity náhle vystřelily skrz zemskou kůru, když strávily miliony nebo dokonce miliardy let ukryté pod kontinenty.
Cykly superkontinentů
Většina geologů se shoduje na tom, že explozivní erupce, které uvolňují diamanty, probíhají synchronně se superkontinentálním cyklem: opakujícím se vzorcem tvorby a fragmentace pevnin, který určuje miliardy let historie Země.
O přesných mechanismech, které jsou základem tohoto vztahu, se však vedou diskuse. Objevily se dvě hlavní teorie.
Jedna navrhuje, že kimberlitová magmata využívají „rány“, které vznikají při roztahování zemské kůry nebo při rozpadu desek pevných hornin pokrývajících Zemi, známých jako tektonické desky. Druhá teorie zahrnuje plášťové plumy, kolosální výrony roztavené horniny z hranice jádra a pláště, která se nachází asi 2 900 km pod povrchem Země.
Zobrazení vnitřní struktury Země
Obě představy však nejsou bez problémů. Za prvé, hlavní část tektonické desky, známá jako litosféra, je neuvěřitelně pevná a stabilní. To ztěžuje pronikání zlomů, které by umožnily vyplavování magmatu.
Kromě toho mnohé kimberlity nevykazují chemické „příchutě“, které bychom očekávali u hornin pocházejících z plášťů.
Naopak se předpokládá, že při vzniku kimberlitů dochází k mimořádně nízkému stupni tavení plášťových hornin, často méně než 1 %. Je tedy zapotřebí jiný mechanismus. Naše studie nabízí možné řešení této dlouholeté hádanky.
Nasadili jsme statistickou analýzu, včetně strojového učení, aplikace umělé inteligence, abychom forenzně prozkoumali souvislost mezi rozpadem kontinentu a kimberlitovým vulkanismem. Výsledky naší globální studie ukázaly, že k erupcím většiny kimberlitových sopek došlo 20 až 30 milionů let po tektonickém rozpadu zemských kontinentů.
Navíc naše regionální studie zaměřená na tři kontinenty, kde se nachází nejvíce kimberlitů – Afriku, Jižní Ameriku a Severní Ameriku, toto zjištění potvrdila. Přidala také důležitou stopu: vyvřeliny kimberlitů mají tendenci se v průběhu času postupně stěhovat z okrajů kontinentů do jejich nitra, a to stejnou rychlostí napříč kontinenty.
To vyvolává otázku: Jaký geologický proces by mohl tyto zákonitosti vysvětlit? Abychom tuto otázku vyřešili, použili jsme několik počítačových modelů, které zachycují komplexní chování kontinentů při jejich rozpínání spolu s konvektivními pohyby v podkladovém plášti.
Kráter Halema’uma’u Dosud nebylo jasné, jak se roztavená hornina nesoucí diamanty dostala z hlubin Země na povrch.
Foto: multimediaFile-3338/Pixabay
Domino efekt
Návrh zní, že domino efekt může vysvětlit, jak rozpad kontinentů nakonec vede ke vzniku kimberlitového magmatu. Během riftingu je malá oblast kontinentálního kořene, oblasti tlustých hornin nacházejících se pod některými kontinenty, narušena a propadá se do podložního pláště.
Dochází zde k propadání chladnějšího materiálu a vyzdvihování horkého pláště, což způsobuje proces nazývaný konvekce řízená okraji. Naše modely ukazují, že tato konvekce spouští řetězec podobných proudění, která migrují pod blízký kontinent.
Naše modely ukazují, že při pohybu podél kontinentálního kořene tyto rušivé toky odstraňují z podloží kontinentální desky značné množství hornin o tloušťce desítek kilometrů.
Různé další výsledky našich počítačových modelů pak postupně ukazují, že tento proces může ve správném množství spojit potřebné složky, které spustí právě takové tání, aby vznikly kimberlity bohaté na plyn. Jakmile se vytvoří a díky velkému vztlaku, který zajišťuje oxid uhličitý a voda, může magma rychle stoupat k povrchu a nést svůj drahocenný náklad.
Podle šokující studie se vědci domnívají, že Venuše může mít „deformovaný“ vnější plášť. Vědci z Nasa se domnívají, že vulkány v oblastech zvaných koróny na Venuši by mohly způsobovat, že planeta ztrácí teplo, píše TheSUN. Výzkum také poskytuje pohled na to, jak mohly mít planety jako Země dynamický povrch ještě před vytvořením tektonických desek.
Laboratoř tryskového pohonu NASA (JPL) vysvětluje: „Země a Venuše jsou kamenné planety přibližně stejné velikosti a stejného chemického složení hornin, takže by měly ztrácet své vnitřní teplo do vesmíru přibližně stejnou rychlostí.
Jak své teplo ztrácí Země, je dobře známo, ale mechanismus tepelného toku Venuše byl záhadou. „Studie, která využívá tři desetiletí stará data z mise NASA Magellan, se nově podívala na to, jak se Venuše ochlazuje a zjistila, že odpověď mohou poskytnout tenké oblasti nejsvrchnější vrstvy planety.“
Studie se zabývala pozorováními koróny Venuše, která sonda Magellan provedla na počátku 90. let 20. století.
Po provedení nových měření korón viditelných na snímcích ze sondy Magellan dospěli vědci k závěru, že tyto oblasti se zpravidla nacházejí v místech, kde je litosféra planety nejtenčí a nejaktivnější.
„Tak dlouho jsme se utvrzovali v představě, že litosféra Venuše je stagnující a tlustá, ale náš pohled se nyní vyvíjí,“ řekla Suzanne Smrekar, vedoucí vědecká pracovnice JPL v jižní Kalifornii, která vedla studii publikovanou v časopise Nature Geoscience.
Foto: NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin
Vědci se zaměřili na 65 dosud neprozkoumaných korón, které mají průměr až několik set kilometrů. Aby mohli vypočítat tloušťku litosféry, která je obklopuje, změřili hloubku příkopů a hřbetů kolem každé korony. Zjistili, že hřbety jsou od sebe vzdáleny více v oblastech, kde je litosféra pružnější neboli elastická.
Pomocí počítačového modelu ohybu pružné litosféry zjistili, že litosféra kolem každé korony je v průměru silná asi 7 mil – mnohem tenčí, než naznačovaly předchozí studie.
Odhaduje se, že v těchto oblastech je tepelný tok větší, než je průměr Země, což naznačuje, že koróny jsou geologicky aktivní.
Suzanne Smrekar říká: „Ačkoli Venuše nemá tektoniku pozemského typu, zdá se, že tyto oblasti tenké litosféry umožňují únik značného množství tepla, podobně jako oblasti, kde se na dně Země tvoří nové tektonické desky.
„Zajímavé je, že Venuše nám poskytuje okno do minulosti, které nám pomůže lépe pochopit, jak mohla Země vypadat před více než 2,5 miliardami let. Nachází se ve stavu, který se předpokládá předtím, než se na planetě vytvoří tektonické desky.“
VERITAS naváže tam, kde Magellan skončil a vylepší data této mise, která mají nízké rozlišení a jsou zatížena velkou chybou.
Mise, jejíž start je plánován na deset let, bude využívat nejmodernější radar se syntetickou aperturou k vytvoření 3D globálních map a spektrometr pro blízkou infračervenou oblast, aby zjistila, z čeho se skládá povrch.
VERITAS bude rovněž měřit gravitační pole planety, aby určil strukturu jejího nitra. Přístroje společně doplní historii minulých a současných geologických procesů na planetě.
„VERITAS bude orbitálním geologem, který bude schopen přesně určit, kde se tyto aktivní oblasti nacházejí, a lépe vyřešit lokální změny v tloušťce litosféry. Dokonce budeme schopni zachytit litosféru v okamžiku její deformace,“ řekl Smrekar.
„Zjistíme, zda vulkanismus skutečně způsobuje, že litosféra je natolik ‚křehká‘, že ztrácí tolik tepla jako Země, nebo zda má Venuše v zásobě ještě další záhady.“
V jihozápadním Tichém oceánu má hřeben mořského dna, který se táhne od Nového Zélandu až po Tongu, největší hustotu podvodních sopek na světě. 10. září 2022 se jeden z nich probudil. V uplynulých dnech z podmořské hory Home Reef (Domácí Útes) na centrálních ostrovech Tonga opakovaně vytékala láva, vyvrhovala oblaky páry a popela a změnila barvu okolní vody, napsala Zemská Observatoř NASA.
Jedenáct hodin po začátku erupce se nad vodní hladinou zvedl nový ostrov. Operační Land Imager-2 (OLI-2) na Landsat 9 zachytil tento pohled na mladý ostrov v přirozených barvách 14. září 2022, když poblíž kolovaly oblaky obarvené vody. Předchozí výzkum naznačuje, že tyto oblaky přehřáté kyselé mořské vody obsahují částice, úlomky sopečných hornin a síru.
14. září výzkumníci z Tonga Geological Services odhadli rozlohu ostrova na 4 000 metrů čtverečních (1 akr) a nadmořskou výšku 10 metrů (33 stop) nad hladinou moře. Do 20. září se ostrov rozrostl na 24 000 metrů čtverečních (6 akrů). Nový ostrov se nachází jihozápadně od Late Island, severovýchodně od Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a severozápadně od Mo’unga’one.
Foto: Zemská Observatoř NASA
Home Reef leží v subdukční zóně Tonga-Kermadec, v oblasti, kde se tři tektonické desky srážejí na nejrychleji se sbíhající hranici na světě. Pacifická deska se zde potápí pod dvěma dalšími malými deskami a vytváří jeden z nejhlubších příkopů a nejaktivnějších sopečných oblouků na Zemi .
Ostrovy vytvořené podmořskými sopkami jsou často krátkodobé, i když občas přetrvávají roky. Home Reef zaznamenal čtyři období erupcí, včetně událostí v letech 1852 a 1857. Po obou událostech se dočasně vytvořily malé ostrovy a erupce v letech 1984 a 2006 vytvořily pomíjivé ostrovy s útesy, které byly vysoké 50 až 70 metrů. Ostrov vytvořený 12denní erupcí nedaleké sopky Late’iki v roce 2020 po dvou měsících odplaven, zatímco dřívější ostrov vytvořený v roce 1995 stejnou sopkou zůstal vynořený 25 let.
„Vulkán představuje nízké riziko pro leteckou komunitu a obyvatele Vava’u a Ha’apai,“ uvedla geologická služba Tonga v aktualizaci vydané 20. září. „Všem námořníkům se však doporučuje plavit se dál než 4 kilometry,“ z Home Reef až do odvolání.“ Služba poznamenala, že většina popela by měla spadnout do několika kilometrů od otvoru.
Zdroj: Zemská Observatoř NASA
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Everest se tyčí do výšky přes 8 849 metrů a je nejvyšší horou světa. Ale bude tomu tak navždy?
Aurora Elmoreová se blížila k jižnímu základnímu táboru Mount Everestu v Nepálu. Ale místo tradiční dvanáctidenní turistické trasy se vznášela mezi zamrzlými vrcholky a listy rotoru její helikoptéry prořezávaly řídký vzduch s pleskavým zvukem. Byl duben 2019 a ona rozvážela zásoby týmu vědců, kteří pracovali na svazích nejvyšší hory světa. Odměnou jí byl nádherný výhled. Den byl křišťálově jasný a odhaloval celé himálajské pohoří.Tak nějak popisuje začátek výzkumné expedice server BBC.
Během následujících dvou měsíců budou výzkumníci expedice National Geographic a Rolex, kterou pomáhala organizovat, studovat dopady klimatických změn na tuto část Himálaje. Elmoreová, geoložka a v té době vedoucí programového manažera National Geographic Society v USA, podpořila tým, který na úbočí Mount Everestu instaloval nejvyšší meteorologickou stanici na světě. Během své expedice její kolegové objevili v blízkosti vrcholu nejvyšší důkaz mikroplastického znečištění sněhu a vody potoka na světě.
Elmorová se přiblížila k ikonickému vrcholu Everestu a naskytl se jí pohled z ptačí perspektivy. Miniaturní městečko ze zelených a žlutých stanů, v nichž se ukrývali horolezci mířící na vrchol, se zformovalo v základním táboře Everestu ve výšce více než 5 km nad mořem. Tisíce lidí se na Everest každé jaro hrnou, aby se pokusily dostat na střechu světa.
A i když by si toho málokdo z horolezců všiml, Everest se během jejich pobytu na hoře o maličko zvětšil.
Mount Everest se spolu se zbytkem Himilájí každým rokem posouvá o několik centimetrů k obloze. Vyvstává zajímavá otázka – jak vysoký může Mount Everest s dostatkem času vyrůst? Na jiných planetách naší Sluneční soustavy jsou hory, které samy o sobě převyšují ty naše, existují tedy nějaké hranice, jak velká může hora na Zemi vyrůst?
Mount Everest je vysoký více než 8 848 m (29 032 ft) a tyčí se nad ostatními giganty v Himalájích (Credit: Getty Images) Mount Everest je vysoký více než 8 848 m (29 032 ft) a tyčí se nad ostatními giganty v Himalájích (Credit: Getty Images)
Mount Everest se tyčí 8 848,86 m (29 032 ft) nad mořem podle posledního společného oficiálního průzkumu Číny a Nepálu, jejichž hranice se táhnou přes jeho vrchol. Není to však jediný gigant v těchto zemích – 10 ze 14 vrcholů světa vyšších než 8 000 m (26 247 ft) nad mořem se nachází v Himalájském pohoří. Everest je podle Elmore mezi přáteli. „Pokud jste někdy letěli nad Grónskem nebo kanadskými Skalistými horami, můžete vidět velké hory, ale [Himaláje] jsou prostě na jiné úrovni,“ říká.
Je možné, obklopen tolika dalšími obrovskými vrcholy, rozeznat, co je to monstrum Everest? Elmore váhá, než odpoví. „Je to jako snažit se to říct nejvyšší osobě basketbalového týmu,“ řekne nakonec. „Všichni jsou vysocí, ale který z nich je malinko [o něco vyšší]?“
Historie měření nejvyšší hory na světě sahá až do roku 1852. V Evropě vydával Charles Dickens seriálové díly svého románu Ponurý dům. Severní Amerika začala testovat svůj první parní hasičský vůz. V Asii byla výška Mount Everestu záhadou. Byla známá pouze jako „Peak XV“. Radhanath Sikdar, indický matematik, byl zaměstnán Brity, aby pracoval na jejich Velkém trigonometrickém průzkumu. Chtěli získat přesnější geografický obraz území, které okupují, aby ho mohli efektivněji ovládat, ať už pro obchodní nebo vojenské účely.
Sikdar používal trigonometrii. Měřil horizontální a vertikální úhly vrcholu Everestu z jiných vrcholů hor, jejichž pozice a výšky už byly známy. Přitom učinil významný objev: nejvyšší horu, jaká kdy byla zaznamenána. Podle jeho výpočtů byla hora vysoká 8 839,8 m (29 002 ft).
Ačkoli technologie měření hor pokročila od 50. let 19. století, jeho údaj byl překvapivě přesný, pouhých devět metrů od nejnovější oficiální výšky. Navzdory Sikdarovým zjištěním byla hora nakonec pojmenována po svém předchozím šéfovi, britském zeměměřiči siru Georgi Everestovi, který odešel do důchodu několik let před Sikdarovým objevem.
Od té doby týmy pokračovaly v práci na pochopení výšky Mount Everestu. V roce 1954 indický průzkum zjistil, že Mount Everest je vysoký 8 848 m (29 029 ft), což je údaj, který přijala nepálská vláda. Ale pak, v roce 2005, jej Číňané naměřili ve výšce 8 844,43 m (29 017 ft) – téměř o čtyři metry (13 ft) níže. V roce 2020 se týmy z Číny a Nepálu společně dohodly na nové oficiálně přijaté výšce, která byla o 0,86 m (2,8 ft) vyšší než původní výpočet Průzkumu Indie.
I když jsou tyto změny v naměřené výšce částečně způsobeny zlepšením měřicí technologie, kterou mají k dispozici průzkumníci, byla do toho zapletena i určitá politika. Čína a Nepál se historicky přely o to, zda by sněhová čepice na vrcholu měla být zahrnuta do měření, nebo ne.
Ale nesmíme opomenout, že Everest také každým rokem roste o maličko výš.
Kdysi se na dně oceánu nacházely skalnaté vápencové vrcholky, které kloužou po obloze Everestu. Vědci se domnívají, že se vše začalo měnit asi před 200 miliony let – v době, kdy se začínali objevovat jurští dinosauři – když se superkontinent Pangea rozlomil na kusy. Indický kontinent se nakonec osvobodil a putoval 150 milionů let na sever přes rozlehlý pás Tethyského oceánu, až narazil na sousední kontinent – ten, který dnes známe jako Asii – asi před 45 miliony let.
Drtivá síla nárazu jednoho kontinentu do druhého způsobila, že deska pod Tethyským oceánem, vytvořená z oceánské kůry, sklouzla pod euroasijskou desku. Tím vzniklo to, čemu se říká subdukční zóna. Pak oceánská deska vklouzla hlouběji a hlouběji do zemského pláště a při tom seškrabávala záhyby vápence, dokud se indické a euroasijské desky nezačaly stlačovat dohromady. Indie začala klouzat pod Asií, ale protože je vyrobena z tvrdší hmoty než oceánská deska, jen tak neklesla. Povrch se začal prohýbat a tlačil kůru a drobky vápence vzhůru.
Meteorologické stanice instalované na Mount Everestu byly poškozené kameny o velikosti kriketových míčků, které zachytil vítr A tak se Himálajské pohoří začalo zvedat k obloze. Před zhruba 15-17 miliony let dosáhl vrchol Everestu výšky asi 5 000 m (16 404 stop) a rostl dál. Ke srážce mezi oběma kontinentálními deskami dochází dodnes. Indie se dál plazí na sever o 5 cm ročně, což způsobuje, že Everest roste asi o 4 mm ročně (i když ostatní části Himálaje rostou kolem 10 mm ročně).
Ale pochopit, jak a proč se výška Everestu mění, je složitější než jen tohle. Zatímco desková tektonika vytlačuje vrchol výš do nebe, eroze se do něj drápe.
Aby tento proces lépe pochopili, vědci studovali další horu asi 8 700 km (5 405 mil) od Mount Everestu na Aljašce.
Rachel Headleyová, docentka geověd na univerzitě ve Wisconsinu-Parkside, byla součástí vědecké expedice na Mount Saint Elias na hranici Aljašky a Kanady v letech 2005-2008. Cílem mise bylo pochopit složité role tektoniky a eroze v tom, jak hory rostou a zmenšují se. Druhá největší hora v Kanadě i v USA, Saint Elias, čelí stejným účinkům jako Everest, od tektonické aktivity po erozi, ale na mnohem menší, lépe zvládnutelné ploše. „V té oblasti, na Aljašce, byly velmi zvláštní výkyvy počasí, které pomohly těmto velkým ledovcům růst,“ říká Headleyová. „A pak jak ledovce, tak řeky, sesuvy půdy a laviny byly všechny druhy procesů, které se spojily, aby je strhly.“
Rolí Headleyové v týmu bylo pochopit tloušťku Sewardova ledovce, který prochází pohořím Saint Elias, a jak rychle se pohybuje. Obojí může ovlivnit rychlost eroze, což může ovlivnit, jak rychle se výška hory opotřebovává. „Pokud máme tenčí ledovec a pohybuje se super rychle… víme, že musí dojít k nějakému klouzání, což si myslíme, že je pro erozi opravdu důležité,“ říká. „Klouzání“ může způsobit ledovcové oděrky, což je, když ledovec při pohybu táhne po povrchu úlomky kamení, což vytváří efekt pískování.
Počasí může také způsobit významnou erozi hory. Elmoreová popisuje jednu z meteorologických stanic, kterou pomáhala instalovat během expedice na Mount Everest v roce 2019, jako „poškozenou kameny o velikosti kriketových míčků, které sebral vítr a hodil na ni“. Bušení troskami a ledem, které nabral vítr, si po chvíli vybírá svou daň.
Foto: Sulav Loktam/Pexels
Mnoho nejvyšších vrcholů na světě, včetně Everestu, má trvalé sněhové čepice, které je pomáhají chránit před touto větrnou přehradou. Skála pokrytá měkkou sněhovou pokrývkou trpí menším zvětráváním a erozí než holá skála, říká Headley. Chrání také skálu před chemickými reakcemi se vzduchem, které mohou postupně degenerovat minerály ve vápenci, který tvoří velkou část nejvyšších částí Mount Everestu. Stále však existují místa, kde je skála vystavena živlům.
„Na vysoké pohoří se v podstatě můžete dostat do tak strmého úhlu ve skále, že ve skutečnosti neudrží led, a sníh, a pak se začnou tvořit laviny a dostanete holou skálu,“ říká Elmore. Skály a sesuvy půdy – neustálé nebezpečí na Everestu a v okolí – hrají roli při holení ve výšce Everestu a také řeky. Odhaduje se, že do skály vysekávají rokle rychlostí mezi 4-8 mm (0,2-0,3 palce) ročně.
Přesný dopad eroze na výšku hory je však stále třeba pochopit. Někteří vědci se domnívají, že snížení hmotnosti hory (tím, že se odstraní sníh, led a skála, ze kterých je vytvořena) by ve skutečnosti mohlo umožnit tektonickým deskám vytlačit nyní lehčí horu ještě dál do nebe.
Headleyho kolega Terry Pavlis, který byl hlavním výzkumníkem projektu Tektonické eroze svatého Eliáše (Steep), vysvětluje, že ve velkém měřítku „eroze útočící na krajinu umožňuje její vzestup“.
V některých částech světa se po poslední době ledové stále zvedají celé zemské masy – něco známého jako izostatický odraz. Části Severní Ameriky a severní Evropy, včetně Skotska, se vzpamatovávají poté, co tamější kamennou kůru rozmáčkly obrovské kontinentální ledové příkrovy, které během pleistocénu přibývaly a ubývaly. Podle jedné studie vědců z německé univerzity v Postdamu lze až 90% vzestupu v evropských Alpách vysvětlit touto překvapivě elastickou reakcí na konec doby ledové. Odborníci se domnívají, že podobný ledovcový izostatický vzestup mohl nastat na Tibetské plošině a v Himalájích, když ledovce z doby ledové ustupovaly – přispívaly k vzestupu mezi 1-4 mm (0,04-0,16in) ročně.
„Ale existuje jakási rovnováha mezi tím, jak rychle může krajina erodovat, a tím, jak vysoko mohou vrcholy vystoupat,“ dodává Pavlis.
Přesné detaily této rovnováhy se stále zkoumají. V oblasti, jako jsou Appalačské pohoří v severovýchodní Severní Americe nebo Skotská vysočina, erozivní síly jako řeky a sesuvy půdy kácejí hory níž a níž, říká Headley. „Ale v oblastech s tektonickou aktivitou může tektonická síla hory vytlačovat pomaleji, rychleji nebo přibližně stejnou rychlostí, jakou je eroze kácí. Úplně nerozumíme všem hnacím silám v těchto typech systémů.“
Jak se tedy dnes vlastně hory měří? Jedním z nejběžnějších používaných přístrojů je Globální navigační družicový systém (GNSS), který zaznamenává přesnou polohu horského vrcholu pomocí sítě satelitů. GNSS může podle Pavlise „měřit výšky na milimetry“. Výzvou pro horu, jako je Everest, byla vždy hmotnost zařízení. „Dostat se na vrchol je dost těžké – zkuste přidat 30lb (13kg) přístroj,“ říká.
Helikoptérový taxík na vrchol s těžkým zavazadlem nepřipadá v úvahu – řídký vzduch kolem vrcholu Everestu znamená, že motor nedokáže vyrobit dostatečný výkon a z listů rotoru se táhne příliš mnoho, než aby mohl bezpečně fungovat. Silný vítr a zubaté potoky také činí dosednutí kdekoli v blízkosti vrcholu nebezpečným. Jeden pilot vrtulníku sice v roce 2005 vytvořil světový rekord, když krátce dosedl na vrchol Mount Everestu, ale až poté, co jej výrobce zbavil všech nehybných předmětů, aby byl lehký jako pírko.
Systémy GNSS se naštěstí během let zmenšily. Nyní váží více než 1,2 kg (2,6 kg) a jsou „velké asi jako krabice na oběd, možná o něco menší“, říká Pavlis. Přístroje ale stále potřebují baterie, které mohou v chladných teplotách zápasit. Průměrná teplota na vrcholu Everestu v letních monzunových měsících je příjemných -19C. A jsou tu i další komplikace. „Je tu anténa, která má, však víte, asi půl metru v průměru. A ty se musí nějak nastavit tak, aby byly absolutně nehybné,“ vysvětluje Pavlis.
Pro získání milimetrově přesných výsledků pak musí přístroj několik hodin zaznamenávat. V řídkém vzduchu „smrtící zóny“ Everestu může být obsluha těchto přístrojů pro zeměměřiče riskantní. Členové nepálské expedice, která měla v roce 2019 na Everestu provést měření pomocí GNSS, strávili na vrcholu dvě hodiny – mnohem déle než většina těch, kteří se tam dostanou – poté, co ve 03:00 dorazili v černočerné a kousavé zimě.
Další možností, často používanou kromě GNSS pro nejpřesnější měření, je radar pro průnik země (GPR). „GPR používá radarové pulzy k zobrazení pod povrchem, takže nám může říct tloušťku a vnitřní strukturu sněhu a ledu, které pokrývají skály na vrcholu Everestu,“ říká Elmore. „Na vrcholu Mount Everestu je něco kolem 4 m (13ft) sněhu a ledu, ale to se může měnit v závislosti na klimatu.“
Hora, která měří největší vzdálenost od středu Země k vrcholu, je Chimborazo v Equadoru, ve výšce 10 920 m (35 826 ft). Zatímco Elmore a její tým prováděli na Everestu své vlastní vědecké experimenty, opřeli nepálskou expedici o přístroj GPR, aby mohli z vrcholu provádět měření. „Musel to být specifický návrh GPR, takový, který byl super lehký, aby [se dal] dopravit na vrchol Everestu, ale který měl také správný vysílač a přijímač na měření ledu,“ říká Elmoreová. Přístroj byl nedávno použit na vrcholu Denali, nejvyšší hory v USA, takže věděli, že je to na práci.
Navzdory mnoha překážkám, kterým čelili, byla expedice nepálského týmu na měření výšky Everestu úspěšná. Doufali, že odpoví na otázky, zda smrtící zemětřesení o síle 7,8 stupně, které zasáhlo Nepál v dubnu 2015, ovlivnilo výšku Mount Everestu. První zprávy uváděly, že hora se posunula o 3 cm (1,9 palce) na jihozápad kvůli velkému zemětřesení, které zabilo 9 000 lidí a poškodilo statisíce domů, ale nezměnila svou výšku.
Projekt se však brzy zamlžil mezinárodní politikou. O několik měsíců později provedl tým čínských geodetů vlastní měření během expedice z druhé strany hory. Měli vlastní postavu, která nezahrnovala sněhovou čepici. Nepálská postava naopak ano. V říjnu 2019 se obě země rozhodly zkombinovat své údaje a v prosinci 2020 zveřejnily údaj pro novou oficiální výšku – 8 848,86 m (29 032 ft), včetně sněhu na vrcholu.
Jak zjistily Čína a Nepál, je rozhodování o tom, co přesně měříte a jak měříte, pro stanovení výšky hory zásadní. Abychom se například shodli na tom, jak je hora vysoká, musíme se nejprve shodnout na tom, kde je její dno. Ale to není tak snadné, jak by se mohlo zdát.
Po staletí se hory měřily pomocí hladiny moře jako základny, ze které se vypočítává jejich výška. Ale Země není dokonale kulatá: vybouluje se podél rovníku. A hladina moře není statická, je tažena a měněna gravitací naší planety. Navíc Everest nevyčnívá z oceánu, je uhnízděný mezi krajinou jiných hor. Je třeba provést mnoho složitých výpočtů, aby se stanovilo, kde by vlastně byla hladina moře a relativní výška Everestu k němu. Když se změní tento výchozí bod, všechno se změní.
Ale řekněme, že vědci místo toho začali svá měření od jádra planety. Everest by už nebyl považován za nejvyšší horu na Zemi. Hora, která měří největší vzdálenost od středu Země k jejímu vrcholu, je hora Chimborazo v Equadoru ve výšce 10 920 m (35 826 stop). A co začít od mořského dna? Ocenění nejvyšší hory by pak připadlo Mauna Kea, sopce na Havaji, která se klene 10 000 m (32 808 stop) od mořského dna.
Při pohledu za naši vlastní planetu můžeme vidět příklady toho, jak ohromnými se mohou hory stát. Olympus Mons, sopka na Marsu, se tyčí 21 km (19,2 mil) do nebe a táhne se 624 km (388 mil) do šířky. Je to zhruba velikost státu Arizona. Protože gravitace na Marsu je slabší než na Zemi a protože se na Marsu pod povrchem nepohybují a nesrážejí tektonické desky, bahno lávy, které v minulosti planety vytékalo z marťanské sopky, mohlo narůst do monstrózních rozměrů.
Mohl by se Everest stát podobným obrem? V 80. letech se výzkumník Cavendishovy laboratoře v Cambridge ve Velké Británii pokusil odhadnout, jaká by taková hranice mohla být na Zemi, s přihlédnutím k síle gravitace a síle skály, která je pod horou. Výpočty, které „nedělaly žádné předsudky k seriózní geofyzice“, odhadovaly teoretickou maximální výšku horského masivu se žulovým podkladem – jako má z velké části Mount Everest – na 45 km (28 mil) na Zemi.
Existuje však řada bariér – kromě neúprosného počasí na naší planetě – které by tomu podle Headleyové mohly stát v cestě. Pro začátek „by vám nakonec došly tektonické síly a pak by přestala růst“, říká. Vědci se domnívají, že nakonec se zemský plášť ochladí do takové míry, že skončí celoplanetární tanec deskové tektoniky. Do té doby budou také zemětřesení a sesuvy půdy erodovat horu.
„V určitém okamžiku se [hora] stane tak strmou, že je nestabilní a kusy začnou odpadávat,“ říká Elmorová.
Vzhledem k tomu, že vítr, sníh a led narážejí do skály, praskají a štěpí skálu, je nepravděpodobné, že by Everest někdy dosáhl velikosti, jakou lze vidět na Marsu. „Máme své meteorologické systémy a počasí je opravdu dobré na vytváření erozních sil,“ říká Headley. „V podstatě to, že máme vodu, ať už ve formě ledu nebo sněhu, nebo jen deště, je to, co opravdu může růst hor omezit.“
Prozatím se Everest kousek po kousku posouvá k obloze, zatímco se ho jiné síly snaží strhnout. Elmoreův tým pro rok 2019 zjistil, že dalším z nich je globální oteplování, které v posledních desetiletích způsobilo značné ztenčení sněhu a ledu na horních partiích hory a odhalilo více holé skály na erozivní dopady počasí.
Olympus Mons, sopka na Marsu, se tyčí 21 km (19,2 mil) k obloze a táhne se 624 km (388 mil) do šířky Everest také zdaleka není nejrychleji rostoucí horou na naší planetě. Nejbližším uchazečem o nejvyšší místo je možná Nanga Parbat, soused s Everestem ležícím v pákistánském Himálajském pohoří, který je vysoký 8 126 m (26 660 stop) a roste o 7 mm (0,27 palce) ročně. Za 241 000 let by mohl Everest předstihnout a stát se nejvyšší horou na Zemi za předpokladu, že se nezmění rychlost eroze.
Jiné, například ty ve švýcarských Alpách, také rychle rostou díky nerovnováze v množství eroze, která zde probíhá. Vědci zjistili, že zdvih je více než padesátkrát rychlejší než jakékoliv negativní účinky eroze. Ale švýcarské Alpy jsou mnohem kratší než Mount Everest a většina studií naznačuje, že hory tam v současné době rostou rychlostí 2-2,5 mm (0,08-0,1 palce) za rok.
Zatím si Everest zachovává své kouzlo hory na samém okraji toho, co lze nalézt a vydržet zde na Zemi. Jeho pověst nejvyššího vrcholu na naší planetě stále přitahuje horolezce z celého světa, i když se jeho výška stále posouvá.
Přes videohovor se ptám Billi Bierlingové, horolezecké novinářky, která sama Everest v roce 2009 zdolala, zda pro lidi jako ona záleží na milimetru, metru nebo míli výš. Odpočívá na pohovce v matčině domě v Německu a připravuje se na březnovou letní sezónu zpět do Nepálu.
„Na přesném měření nezáleží,“ směje se vřele mé otázce. „Záleží na tom, že je nejvyšší a že se dostanete na nejvyšší bod. Když máte špatný den, nebo na vás někdo není moc milý, nebo vás položí, můžete si pomyslet, víte co? Vylezla jsem na Everest.“
Pro většinu těch, kdo na vrchol dorazí, je nejdůležitější prostě být tam.
Zdroj: BBC
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Podle nového výzkumu se pod Západní Austrálií skrývá 4 miliardy let starý kus zemské kůry o velikosti Irska. Tento kus kůry patří mezi nejstarší na Zemi, i když není úplně nejstarší. Tato pocta patří skalám kanadského štítu na východním pobřeží Hudsonova zálivu, které byly podle Livescienece, staré 4,3 miliardy let.
Země je stará 4,54 miliardy let. Protože je zemská kůra neustále rozbouřena a zatlačována zpět do pláště deskovou tektonikou, většina skalnatého povrchu planety vznikla během posledních několika miliard let.
Nejstarší kůra, která byla objevena, stejně jako nově nalezený kus v Západní Austrálii, může pocházet z doby kolem 4 miliard let. To naznačuje, že se v této éře dějin Země stalo něco zvláštního, uvedl ve svém prohlášení spoluautor studie Maximilian Droellner, doktorand na Curtinově univerzitě v Austrálii.
„Když porovnáme naše zjištění s existujícími daty, zdá se, že mnoho regionů po celém světě zažilo podobné načasování rané tvorby a konzervace kůry,“ řekl Droellner. „To naznačuje významnou změnu ve vývoji Země asi před čtyřmi miliardami let, kdy bombardování meteority ubývalo, kůra se stabilizovala a život na Zemi se začal usazovat.“
Skrytý kus starověké kůry je poblíž místa, kde byly dříve nalezeny nejstarší minerály na Zemi. V australském Jack Hills objevili vědci drobné minerály zvané zirkony staré 4,4 miliardy let. Tyto minerály přežily, i když horniny, které je kdysi držely, erodovaly. Skály kolem Jack Hills, známé jako Narryer Terrane, také nejsou žádnými nováčky: Některé jsou staré 3,7 miliardy let.
Vědci přichází s teorií blízkého vzniku nového „superkontinentu“.Mohlo by se zdát, že světové pevniny jsou pevně dané, ale jak Richard Fisher zjišťuje, přicházejí velké změny. Téměř před 500 lety vytvořil vlámský kartograf Geradus Mercator jednu z nejvýznamnějších světových map. Rozhodně to nebyl první pokus o atlas světa a ani nebyl nijak zvlášť přesný. Chybí Austrálie a Amerika je zakreslena jen hrubě.
Od té doby kartografové produkovali stále přesnější verze tohoto kontinentálního uspořádání, opravující Mercatorovy chyby a také odchylky mezi hemisférami a zeměpisnými šířkami vytvořené jeho projekcí. Mercatorova mapa vytvořená spolu s dalšími jeho současníky ze 16. století však odhalila skutečný globální obraz zemských mas. Perspektivu, která od té doby přetrvává v myslích lidí, napsal server BBC.
Mercator nevěděl, že kontinenty nebyly vždy takto uspořádány. Žil asi 400 let před tím, než byla potvrzena teorie deskové tektoniky. Při pohledu na pozice sedmi kontinentů na mapě lze snadno předpokládat, že jsou pevně dané. Po staletí vedly lidské bytosti války a uzavíraly mír o svůj podíl na těchto územích za předpokladu, že jejich země a země jejich sousedů tam vždy byla a vždy bude.
Z pohledu Země jsou však kontinenty listy plující přes rybník. A lidské starosti jsou kapkou deště na povrchu listu. Sedm kontinentů bylo kdysi složeno do jediné hmoty, superkontinentu zvaného Pangea. A před tím existují další staré důkazy více než tři miliardy let byly kontinenty: Pannotia, Rodinia, Columbia/Nuna, Kenorland a Ur.
Foto: Plancio, Petro/Wikimedia{{PD-US-expired}}1594 Orbis Plancius
Geologové vědí, že superkontinenty se rozptylují a shromažďují v cyklech a nyní jsme v polovině jednoho. Jaký druh superkontinentu by tedy mohl ležet v budoucnosti Země? Jak se pevniny, jak je známe, přeskupí ve velmi dlouhodobém horizontu? Ukazuje se, že před námi mohou ležet nejméně čtyři různé trajektorie. A ukazují, že živé bytosti Země budou jednoho dne sídlit na úplně jiné planetě, která vypadá spíše jako cizí svět.
Pro geologa Joao Duarteho z univerzity v Lisabonu začala cesta k průzkumu budoucích superkontinentů Země neobvyklou událostí v minulosti. Zemětřesením, které zasáhlo Portugalsko jednoho sobotního rána v listopadu roku 1755. Patřilo mezi nejsilnější zemětřesení za posledních 250 let. Zabilo 60 000 lidí a poslal tsunami přes Atlantský oceán. Co ho dělalo zvláštním, bylo jeho umístění. „V Atlantiku byste neměli mít velká zemětřesení,“ říká Duarte.“ Bylo to zvláštní.“
Zemětřesení tohoto rozsahu se obvykle odehrávají na hlavních subdukčních zónách nebo v jejich blízkosti, kde se oceánské desky ponoří pod kontinenty, roztaví se v horkém plášti, který je pohltí. Zahrnují kolizi a zničení. Zemětřesení v roce 1755 se však odehrálo podél „pasivní“ hranice, kde oceánská deska pod Atlantikem plynule přechází do kontinentů Evropy a Afriky.
V roce 2016 Duarte a kolegové navrhli teorii toho, co by se mohlo stát. Stehy mezi těmito deskami by se mohly rozplést a může se objevit velká prasklina. „Mohl by to být druh infekčního mechanismu,“ vysvětluje. Nebo jako rozbití skla mezi dvěma malými otvory v čelním skle auta. Pokud ano, subdukční zóna by se mohla rozšířit ze Středozemního moře podél západní Afriky a možná až nahoru kolem Irska a Spojeného království, což by do těchto oblastí přineslo sopky, stavbu hor a zemětřesení.
Duarte si uvědomil, že pokud se to stane, může to vést k tomu, že se Atlantik nakonec uzavře. A pokud by Pacifik pokračoval také v uzavírání, k čemuž již dochází podél podsouvajícího se „Ohnivého kruhu“. Který kolem něj krouží, nakonec by se vytvořil nový superkontinent. Nazval ho Aurica, pojmenované proto, že v jeho středu by seděly bývalé zemské masy Austrálie a Ameriky.
Vypadalo by to takto: Aurica, superkontinent, který by mohl vzniknout, kdyby se Atlantik a Pacifik uzavřely.
Foto: Davies et al
Návrh nového superkontinentu „Autica“
Poté, co Duarte zveřejnil svůj návrh na Auricu, přemýšlel o dalších budoucích scénářích. Koneckonců to nebyla jediná dráha superkontinentu, kterou geologové navrhli.
Začal si tedy povídat s oceánografem Matthiasem Greenem z Bangorské univerzity ve Walesu. Dvojice si uvědomila, že potřebuje někoho s výpočetními schopnostmi, aby vytvořil digitální modely. „Ten člověk musel být někdo trochu výjimečný, komu nevadilo studovat něco, co se v lidských časových měřítkách nikdy nestane,“ vysvětluje.
Ukázalo se, že to byla jeho kolegyně Hannah Daviesová, další geoložka z lisabonské univerzity. „Mým úkolem bylo přeměnit kresby a ilustrace od minulých geologů v něco, co je kvantitativní, georeferenční a v digitalizovaném formátu,“ vysvětluje Davies. Cílem bylo vytvořit modely, na kterých by ostatní vědci mohli stavět a zdokonalovat je.
Ale nebylo to přímočaré. „Byli jsme nervózní, že je to neuvěřitelně nové téma. Není to ve stejném duchu jako běžný vědecký článek,“ říká Davies. „Chtěli jsme říci: ‚Dobře, rozumíme tomu tolik o deskové tektonice po 40 nebo 50 letech. A rozumíme tolik o dynamice pláště a všech ostatních složkách systému. Jak dalece můžeme vzít tyto znalosti do budoucnosti?'“
To vedlo ke čtyřem scénářům. Kromě modelování podrobnějšího obrazu Aurica prozkoumali tři další možnosti, z nichž každá se promítá dopředu zhruba za 200-250 milionů let od nynějška.
První bylo, co by se mohlo stát, pokud bude pokračovat status quo. Atlantik zůstane otevřený a Pacifik se uzavře. V tomto scénáři se superkontinent, který vznikne, bude nazývat Novopangaea. „Je to nejjednodušší a nejpravděpodobnější na základě toho, čemu právě teď rozumíme,“ říká Davies.
Novopangaea se vytvoří, pokud známá tektonická aktivita dnes bude pokračovat bez překvapení:
Foto: Davies et al
V budoucnu však mohou nastat i geologické události, které povedou k odlišnému uspořádání.
Jedním z příkladů je proces zvaný „orthoverze“, kdy se Severní ledový oceán uzavře a Atlantik a Pacifik zůstávají otevřené. To mění dominantní orientaci tektonického šíření a kontinenty se pohybují na sever, všechny se uspořádávají kolem severního pólu, kromě Antarktidy.
V tomto scénáři se tvoří superkontinent zvaný Amasia: Pokud se vytvoří Amasia, bude to proto, že se kontinenty unášely na sever
Foto: Davies et al
Konečně je také možné, že by se mořské dno šířící se v Atlantiku mohlo zpomalit. Uprostřed oceánu je obří hřeben půlící dvě desky, který se táhne Islandem až dolů do Jižního oceánu. Zde se tvoří nová litosféra, která se vysouvá jako běžící pás. Pokud by se toto šíření zpomalilo nebo zastavilo a pokud by se podél východního pobřeží Ameriky vytvořila nová hranice subdukujících desek. Dostali byste superkontinent zvaný Pangea Ultima, který vypadá jako obrovský atol.
Pangea Ultima je stále obklopena obrovským oceánem, ale má v něm centrální moře
Foto: Davies et al
Digitální modely
Tyto čtyři digitální modely nyní znamenají, že geologové mají základnu pro testování dalších teorií. Scénáře by například mohly vědcům pomoci porozumět účinkům různých superkontinentálních uspořádání na příliv a odliv a také klima hluboké budoucnosti. Jaké by bylo počasí na světě s obrovským oceánem a obří pevninou?
K modelování klimatu superkontinentu „nemůžete použít modely IPCC (Mezivládní panel pro změnu klimatu), tečka, protože k tomu nejsou určeny,“ říká Duarte. „Nemůžete změnit proměnné, které potřebujete změnit.“
Modely budoucích superkontinentů Země mohou také sloužit jako proxy pro pochopení klimatu exoplanet. „Budoucí Země je úplně cizí,“ říká Davies. „Kdybyste byli na oběžné dráze nad Aurikou nebo Novopangeou, pravděpodobně byste to nepoznali jako Zemi, ale jako jinou planetu, která by měla podobné barvy.“
Přítomnost života a aktivní desková tektonika spolu mohou dobře souviset.
Tento poznatek vedl trojici ke spolupráci s Michaelem Wayem, fyzikem z NASA Goddard Institute for Space Studies. On a jeho kolegové se snaží studovat klima na cizích světech modelováním variací toho našeho v hlubokém čase. „Máme jen tolik příkladů, jak může vypadat mírné klima. No, máme jeden příklad, abych byl upřímný, Zemi. Ale Zemi máme v průběhu času,“ říká Way. „Máme minulé scénáře, ale tím, že se přesuneme do budoucnosti a použijeme tyto nádherné tektonické modely pro budoucnost. Získáme další soubor, který můžeme přidat do naší sbírky.“
Takové modely potřebujete, protože může být obtížné vědět, co hledat při analýze potenciálně obyvatelných exoplanet z dálky. V ideálním případě chcete vědět, zda má planeta cyklus superkontinentu. Protože přítomnost života a aktivní desková tektonika mohou být dobře propletené. Kontinentální uspořádání by také mohlo ovlivnit pravděpodobnost kapalné vody. Prostřednictvím dalekohledů nemůžete vidět kontinenty a složení atmosféry lze pouze usuzovat. Takže modely klimatických změn by mohly odhalit nějaké nepřímé podpisy, které by astronomové mohli detekovat.
Jaké kontinentální uspořádání mohou mít skalnaté mimozemské světy?
Foto: NASA/Pixabay
Wayovo modelování superkontinentních podnebí, které trvalo měsíce pomocí superpočítače, odhalilo některé pozoruhodné variace mezi těmito čtyřmi scénáři. Například Amasia by vedla k mnohem chladnější planetě než ostatní. S pevninou soustředěnou kolem severního pólu a méně pravděpodobným scénářem, že by oceány přenášely teplé proudy do chladnějších zeměpisných šířek, by se hromadily ledové příkrovy. Naproti tomu Aurica by byla klidnější, se suchým jádrem, ale pobřežím podobným dnešní Brazílii s tekutější vodou.
To vše je užitečné vědět, protože pokud má exoplaneta podobná Zemi deskovou tektoniku. Nebudeme vědět, ve které fázi cyklu superkontinentu se aktuálně nachází, a proto budeme potřebovat vědět, na co si dát pozor. Abychom odvodili její obyvatelnost. Neměli bychom předpokládat, že pevniny budou rozptýleny uprostřed cyklu, jako naše vlastní.
Pokud jde o budoucnost naší vlastní planety, Davies uznává, že čtyři scénáře superkontinentu, které modelovali, jsou spekulativní. A může dojít k neočekávaným geologickým překvapením, která změní výsledek. „Kdybych se měla podívat na Tardis, nepřekvapilo by mě, kdyby za 250 milionů let superkontinent nevypadal jako žádný z těchto scénářů. Je v tom tolik faktorů,“ říká.
S jistotou však lze říci, že pevniny, které považujeme za samozřejmé, se jednoho dne přeskupí do zcela nové konfigurace. Země, které budou jednou od sebe izolované, budou blízkými sousedy. A pokud Země stále hostí inteligentní bytosti, budou moci cestovat mezi starověkými ruinami New Yorku, Pekingu, Sydney a Londýna, aniž by kdy viděli oceán.
Zdroj: bbc.com
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: multimediaFile-3338/Pixabay
Foto: GooKingSword/Pixabay
Foto: NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin
Foto: Lauren Dauphin/Zemská Observatoř NASA
Foto: Zemská Observatoř NASA
Foto: Mezinárodní centrum pro radioastronomický výzkum (ICRAR)/Tiskový zdroj EurekAlert
Foto: Estonská univerzita biologických věd/Kristina Haan/Tiskový zdroj EurekAlert
Foto: Ilustrační_myshion/Pixabay
Foto: ESO
Foto: Ilustrační_SkieTheAce/Pixabay
Foto: Ilustrační_Terranaut/Pixabay
Foto: Eknbg/Pixabay
Foto: Sulav Loktam/Pexels
Foto: WikiImages/Pixabay
Foto: ?? Janko Ferlič/Pexels
Foto: Lockheed Martin / Tiskový zdroj
Foto: Northrop Grumman / Tiskový zdroj
Foto: Nothing Ahead/Pexels
Foto: Plancio, Petro/Wikimedia{{PD-US-expired}}
Foto: Davies et al
Foto: Davies et al
Foto: Davies et al
Foto: Davies et al
Foto: NASA/Pixabay