Víme, že země, po které chodíme, je tvořena pevnou skálou (pokud náhodou nezabloudíme do pohyblivých písků…). Ale co vrstvy Země o něco hlouběji pod našima nohama?
Vnitřek Země se skládá z několika vrstev. Povrch planety, kde žijeme, se nazývá kůra – je to vlastně velmi tenká vrstva, v nejsilnějším místě hluboká pouhých 70 kilometrů. Kůra a litosféra pod ní (kůra plus svrchní plášť) se skládá z několika „tektonických desek“. Ty se pomalu pohybují po povrchu planety a většina zemských sopek a zemětřesení vzniká na hranicích mezi tektonickými deskami.
Hluboko ve středu planety se nachází „vnitřní jádro“, o kterém se domníváme, že je tvořeno pevným železem a niklem. To je obklopeno „vnějším jádrem“, které je také tvořeno železem a niklem, ale je roztavené. Konvekční proudy ve vnějším jádru vytvářejí magnetické pole Země.
Mezi vnějším jádrem a kůrou se nachází plášť, který s tloušťkou přibližně 2900 kilometrů tvoří většinu (asi 84 % objemu) planety. Konvekční plášť, který přenáší vnitřní teplo Země na povrch, se plazí jako dehet za horkého dne. Toto převracení je „motorem“, který pohání naši dynamickou Zemi – díky němu je geologie naší planety tak zajímavá, protože umožňuje pohyb tektonických desek. Bez něj bychom neměli sopky, zemětřesení… a Země by vlastně nebyla schopna udržet život.
Záhady dynamiky pláště jsou tím, čím se zabývá Dr. Rhodri Davies, nositel medaile Antona Halese Australské akademie věd za rok 2018.
Používá pokročilé výpočetní nástroje k vývoji modelů dynamiky pláště, které nám pomáhají pochopit chování pláště a jeho vliv na zemský povrch. Tyto modely kombinují rozsáhlé soubory geofyzikálních a geochemických dat se znalostmi o tom, jak se jednotlivé minerály chovají za určitých teplotních a tlakových podmínek, a vrhají tak světlo na strukturu pláště, poskytují omezení na to, jak plášť proudí, a ukazují, jak toto proudění pohání vulkanismus a další vlastnosti na povrchu.
Víme, že většina zemských sopek leží na hranicích tektonických desek, kde se desky:
- se od sebe vzdalují, jako je tomu v současnosti mezi Austrálií a Antarktidou
- , přibližují se k sobě, přičemž jedna z nich se zasouvá zpět do podkladového pláště, jako je tomu na severním okraji tektonické desky Austrálie pod Papuou-Novou Guineou a Indonésií
- , která se přesouvá kolem sebe, což se děje na nechvalně známém zlomu San Andreas v Kalifornii.
Některé sopky však leží uvnitř tektonických desek, daleko od těchto hraničních procesů. Tyto sopky se nazývají sopky uvnitř desky. Mnoho z nich je způsobeno plášťovými plumy – oblastmi horkých hornin, které proudí vzhůru od hranice zemského jádra a pláště směrem k jeho povrchu. Přitom nesou roztavený horninový materiál obsahující poselství z hlubokého zemského pláště; poselství, které nám práce doktora Daviese umožňuje rozluštit. To pomohlo upevnit teorie týkající se procesů, které vytvářejí vnitroplanetární sopečné ostrovní řetězce.
Například zkombinoval pozorování z několika oblastí a ukázal, že sopečné řetězce v Austrálii vznikly, když se australská tektonická deska posunula na sever přes několik plášťových plumů. Výsledkem je řetězec sopek, který protíná kontinent od severu k jihu a vznikl před 34 až 9 miliony let. Věřte tomu nebo ne, ale na dnes tektonicky ospalém australském kontinentu se nachází jedna z nejrozsáhlejších vnitrodeskových vulkanických oblastí na světě, kde došlo k erupcím na pevnině ještě před zhruba 5 000 lety.
Předpokládá se, že Havajské souostroví vzniklo podobným procesem. Havajské ostrovy leží na jihovýchodní hranici řetězce sopek a podmořských hor, které směrem k severozápadu postupně stárnou. Tento řetězec se u ostrova Oahu rozděluje na dvě části a Davies se svou skupinou nedávno zjistil, že k tomuto rozdělení došlo v důsledku posunu směru Pacifické desky zhruba před třemi miliony let.
Zapojení všech těchto faktorů do vytváření modelů chování pláště zlepšuje naše chápání fungování naší planety. To nám pomáhá vysvětlit procesy, které vedou k jedinečné a velkolepé geologii Země, a umožňuje nám to lépe pochopit vývoj planety od jejího vzniku před více než 4,5 miliardami let
.