znanost 21.7.2018 7:30

S preučevanjem seizmičnih valov do vpogleda v središče Zemlje

Ljubljana, 21. julija - Na republiški agenciji za okolje (Arso) so pripravili predavanje profesorja Hrvoja Tkalčića z Avstralske narodne univerze, v katerem je ta odstrl seizmološki pogled v središče Zemlje. V predavanju je spregovoril o J seizmičnih valovih, označenih tudi za sveti gral sodobne globalne seizmologije.

Ljubljana, Arso.
Predavanje profesorja Hrvoja Tkalčića z Avstralske narodne univerze.
Foto: Lea Udovč/STA

Zemeljsko jedro je bilo prvič omenjeno že leta 1668, v zapisu Edmonda Halleya. Pred drugo svetovno vojno je seizmologinja Inge Lehman ugotovila, da je jedro sestavljeno iz dveh delov, in sicer iz zunanjega in notranjega jedra, ter postavila domnevo, da je notranje jedro trdno, kar so seizmologi dokazali šele z razvojem seizmologije po drugi svetovni vojni.

Notranje jedro Zemlje je na planetarni ravni majhno, saj predstavlja manj kot en odstotek volumna Zemlje. Pretežno je zgrajeno iz železa in niklja ter nekaterih drugih lahkih elementov ter igra ključno vlogo pri geodinamu, mehanizmu v Zemljini sredici, ki ima pomembno vlogo pri nastanku Zemljinega magnetnega polja, brez katerega bi bilo življenje na Zemlji nemogoče, je dejal Tkalčić.

V predavanju je Tkalčić predstavil način vzorčenja zemeljske notranjosti s pomočjo tehnike interferometrije, ki omogoča pridobivanje novih informacij o Zemlji prek primerjave in analize potovanja seizmičnih valov, ki jih sprožijo potresi in potujejo pod zemljo.

Na avstralski univerzi se ukvarjajo predvsem s primerjavo podatkov velikih potresov na planetarni ravni, kar jim omogoča vpogled v jedro Zemlje.

Valovanje je lahko longitudinalno oziroma tlačno ali pa transverzalno oziroma strižno, ki je možno le v trdni snovi. Med transverzalno valovanje spadajo J seizmični valovi, ki potujejo skozi trdno notranje jedro, ne pa tudi skozi zunanje, tekoče jedro. Ker so valovi "ujeti" v notranjosti jedra, je bil ta del Zemlje doslej nedostopen, raziskovalci so jih namreč lahko zaznali le posredno, zaradi česar so jih nekateri poimenovali sveti gral seizmologije.

Nekaj raziskovalcev je v publikacijah, ki se jih lahko prešteje na prste dveh rok, že pisalo o opažanjih J seizmičnih valov. Avstralski raziskovalci pa so prvič nedvoumno pokazali, da ti valovi obstajajo, je ob robu predavanja pojasnil vodja Sektorja za seizmologijo na Arsu Mladen Živčić.

Z novo metodo so avstralski znanstveniki sešteli zapise vseh svetovnih potresnih opazovalnic za vse potrese, ki so bili dovolj močni, da so oddali signal, ter jih numerično obdelali.

Pri tem so odkrili tudi nekaj lastnosti notranjega jedra, denimo, da so hitrosti v notranjem jedru drugačne za 2,5 odstotka. Slednje sicer po besedah Živčića za seizmologijo ne pomeni veliko, pomemben podatek pa je za mineralno sestavo notranjega jedra.

Instrumente za seizmološke raziskave je na kopnem razmeroma preprosto postaviti, razen na območjih, kot sta Grenlandija ali Antarktika, še manj pa jih je pod morjem.

Avstralski znanstveniki bodo v novem projektu instrumente postavili globoko pod morsko gladino v okolici podvodnega vulkanskega grebena Macquarie. Gre za velik projekt, za katerega so že dobili sredstva v višini petih milijonov dolarjev za uporabo avstralske raziskovalne ladje Investigator, je še povedal Tkalčić.

Izredni profesor Hrvoje Tkalčić je vodja oddelka za seizmologijo in matematično geofiziko na Raziskovalni šoli za zemeljske znanosti na Avstralski narodni univerzi. Diplomo iz inženirstva in fizike je pridobil na Univerzi v Zagrebu, doktorat iz seizmologije pa na Univerzi Berkeley v Kaliforniji.

Prispeval je k razumevanju strukture in dinamike najglobljih delov notranjosti Zemlje ter razvil in apliciral številne metode za preučevanje litosferske sestave. Za svoje delo je prejel tudi nagrado za dosežke na področju raziskovalne odličnosti, ki jo podeljuje avstralski AUScope.