Tajemství antarktické gravitační díry: Jak zemské nitro formuje ledový kontinent

Pod Antarktidou se skrývá největší gravitační anomálie planety – místo, kde gravitace působí výrazně slaběji než jinde. Nový výzkum odhalil, že tato ‘díra’ sílí už desítky milionů let a možná ovlivnila vznik mohutných ledovců.

Když gravitace není všude stejná

Většina z nás si gravitaci představuje jako konstantu – stojíme na zemi, věci padají dolů, vše funguje jak má. Realita je však mnohem složitější. Gravitační pole Země se liší místo od místa, a to někdy výrazně. Největší takovou anomálii najdeme pod Antarktidou, kde gravitace působí měřitelně slaběji než kdekoli jinde na planetě.

Odborně se tomuto jevu říká Antarctic Geoid Low, zkráceně AGL, nebo prostě ‘gravitační díra’. Nejde přitom o žádnou skutečnou díru ve fyzickém slova smyslu. Jde o rozsáhlou depresi v gravitačním poli způsobenou nedostatkem hmoty v hlubším zemském plášti. Pro běžný život má tato anomálie zanedbatelný vliv – kdybyste se zvážili v oblasti gravitačního vrcholu a následně v oblasti gravitačního dna, ručička váhy by se pohnula jen o pár gramů.

Seismické vlny jako rentgen planety

Jak ale vůbec prozkoumat něco, co leží hluboko v nitru Země? Odpověď našli geofyzici Alessandro Forte z Floridské univerzity a Petar Glišović z Institutu fyziky Země v Paříži. ‘Představte si, že děláte CT snímek celé Země, jenže místo záření používáme zemětřesení,’ vysvětluje Forte.

Seismické vlny vznikající při zemětřeseních poskytují vědcům ‘světlo’, které osvětluje nitro planety. Pomocí sofistikovaných počítačových modelů dokázali výzkumníci ‘přetočit’ vývoj planety o zhruba 70 milionů let zpět a sledovat, co se pod Antarktidou dělo v minulosti. Výsledky své studie zveřejnili v časopise Scientific Reports.

Miliony let trvající přestavba

Gravitační díra pod Antarktidou není nic nového – existuje nejméně 70 milionů let, v minulosti ale bývala slabší. Zásadní změna nastala přibližně před 50 až 30 miliony lety. Tehdy začal v hlubokém plášti pod kontinentem stoupat teplejší a lehčí materiál, zatímco chladnější a hustší horniny klesaly ještě níže.

Za tímto vývojem stojí souhra dvou protichůdných procesů v zemském plášti. Studené a husté zbytky zanořujících se oceánských desek klesaly do hloubky, zatímco z nejspodnější části pláště překvapivě stoupal horký a lehčí materiál. Právě toto vzestupné proudění, které modely dříve přehlížely, hraje klíčovou roli v udržování a prohlubování gravitační deprese.

Kombinace obou procesů výrazně prohloubila deficit hmoty pod Antarktidou a celkovou gravitační anomálii zesílila. A protože gravitace závisí právě na množství a hustotě materiálu, vznikl výraznější ‘nedostatek hmoty’ – tedy silnější gravitační níže.

Souvislost se zrozením ledového kontinentu

Zajímavé je načasování celého procesu. Přibližně před 34 miliony lety se Antarktida začala výrazně zaledňovat a z relativně teplého kontinentu se proměnila v ledovou pustinu pokrytou mohutným ledovým příkrovem. Gravitační pole totiž ovlivňuje i hladinu moře – pokud se gravitace nad určitou oblastí oslabí, může tam klesnout i hladina oceánu.

To mohlo teoreticky ovlivnit podmínky, ve kterých se začal tvořit mohutný antarktický ledový štít. Antarktický ledový příkrov dnes obsahuje přibližně 60 % veškeré sladké vody na Zemi. Jeho případný rozpad by znamenal katastrofální vzestup mořské hladiny – někde méně, na řadě míst v řádu metrů.

‘Pokud lépe pochopíme, jak zemské nitro ovlivňuje gravitaci a hladinu moří, získáme náhled na faktory, které mohou být důležité pro růst a stabilitu velkých ledových příkrovů,’ říká Forte. Zda je přímá spojitost mezi sílící gravitační dírou a nástupem zalednění skutečně příčinná, nebo jen korelační, to vědci podle svých vyjádření teprve prověřují.