Z usazených hornin lze vyčíst řadu informací nejen o samotné geologii daného místa, ale také o změnách životního prostředí celé planety Země. Například v nich lze nalézt stopy po dopadech meteoritů nebo změnách klimatu. Geologové již dlouho studují změny v pomalu rostoucích horninách, které se celé věky se usazují na mořském dně, v tzv. feromanganové kůře. Tyto vrstvy mohou být datovány různým způsobem, například pomocí analýzy radioaktivních izotopů, ale tato metoda není příliš použitelná ve vzorku s malými rozměry. A jeden milimetr sedimentů může narůstat stovky nebo i tisíce let a obsahovat tudíž i mnoho informací z velmi dlouhého období.
Planeta Země. Zdroj: NASA.
|
Země – největší z planet zemského typu. Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Plášť a kůra jsou odděleny tzv. Mohorovičovým rozhraním. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 360 GPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru. |
Ve spolupráci MIT a Vanderbiltovy univerzity ve Spojených státech a Univerzity v Kochi v Japonsku vznikla v nedávné době technologie umožňující číst tento archiv informací o našem prostředí s mnohem větší přesností. Využívá k tomu změn orientace zemského magnetického pole.
Severní a jižní magnetický pól Země zaměňují v nepravidelných intervalech svoji polohu, a tím vytvářejí v souvrství sedimentů citlivých na magnetické pole jakési přirozené čárové kódy, které lze použít na datování doby geologických změn. Tloušťky vrstev se místo od místa velmi liší. Některé vrstvy mohou být i kilometry silné, zatímco jiné jsou vysoké i méně než milimetr. Podstatné ale je, že jejich relativní tloušťka (jedna vrstva je například dvakrát silnější než druhá apod.) je na různých místech přibližně stejná.
Datování těchto pásů usazených hornin lze pak snadno provést na místech, kde zemská kůra roste rychle a kde jsou usazeniny relativně silné, například na středooceánských hřbetech. Tento nový nástroj umožňuje studium paleomagnetizmu (studium historie zemského magnetického pole) přenést až do mikroškál. Tým vědců testoval sedimentární feromanganové vrstvy tzv. skenovací SQUID mikroskopií. Tato nová metoda byla testována mimo jiné i při datování vzorků hornin odebraných v severozápadním Pacifiku. Zde na oceánském dně sedimenty narůstaly velmi pomalu, řádově 5 mm za milion let. Porovnáním s datací získanou jinými metodami, například pomocí konvenčních metod rozpadu radioaktivních prvků, se správnost nové metody jednoznačně prokázala.
Tenký řez vzorku feromanganové kůry odebraného v Tichém oceánu byl analyzován SQUID mikroskopem na Vanderbiltově univerzitě. Horní obrázek ukazuje snímek pořízený elektronovým mikroskopem a ve spodním obrázku jsou patrné magnetické oblasti. Červené v jednom směru magnetizace a modré v opačném. Zdroj [1].
Výhoda nové metody datování je ohromná. Dříve bylo při výzkumu paleomagnetizmu nutné získat a shromáždit stovky orientovaných vzorků sedimentů a trávit jejich analýzou celé měsíce, zatímco nyní lze tu samou práci vykonat na půlcentimetrovém vzorku, který díky přesnosti datování může navíc posloužit i jako dobře kalibrovaný nástroj k určování stáří sedimentů z mořského dna. Tato nová metoda bude velmi užitečná, protože klasickými metodami, jako je například odebírání vzorků ledu, bylo možné datovat nazpět maximálně několik set tisíc let. Novým magnetickým měřením bude možné datovat s vysokou přesností vzorky staré mnoho milionů let. Pak bude možné zjistit mimo jiné i to, jak se měnily mořské proudy, a tím také pochopit a poznat změny klimatu celé planety. Analýzu je také možné použít k datování dávných astronomických událostí, jako byly třeba dopady meteoritů na Zemi, a tak sledovat i jejich četnost. Tyto dopady mohly vést k ukládání izotopu železa 60Fe, který se na Zemi již normálně nevyskytuje. Nález tohoto izotopu v dávných sedimentech naznačuje možnost zvýšeného množství dopadů mikrometeoritů před mnoha miliony let.
Zdroje:
- David L. Chandler: Reading Earth’s magnetic history; MIT News, March 4, 2011
- F. Chu et al.: Discovery of ferromanganese crust boundary and its genetic and ore prospecting slgmficance; Journal of Zhejiang University SCIENCE 6A(7) (2005) 656-662
- Benjamin Weiss homepage: Paleomagnetism Laboratory, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences
