Mówi się, że dno oceanów jest jedynym niezbadanym jeszcze miejscem na naszej planecie. Nie jest to jednak prawda. Dużo, dużo głębiej znajduje się jądro naszej planety. Zewnętrzna jego warstwa jest płynna, a jej temperatura szacowana jest na 5500–6500 °C. Jądro wewnętrzne w odróżnieniu od zewnętrznego, wykazuje charakter ciała stałego o dużej sztywności. Wielu naukowców poświęciło całe swoje życie na to, aby poznać działanie i zrozumieć skład gwiazd oraz jądra planet. Jak udało się im zbadać coś, czego nikt nie widział i nie miał możliwości dotknąć?
Podróż do wnętrza Ziemi
Dawno temu, mówiło się, że w jądrze Ziemi istnieje zupełnie inny świat. Juliusz Verne bardzo ciekawie opisał swoją wizję w książce “Podróż do wnętrza Ziemi”. Jego zdaniem żyją w nim dinozaury, gigantyczne ptaki itp. Podejrzewał on nawet, że może znajdować się tam podziemny ocean. Nikt w to oczywiście nie uwierzył. Dopiero 14 czerwca 2014, w płaszczu naszej planety, naukowcy odkryli, że znajduje się tam trzy razy więcej wody niż na jej powierzchni. Takie badania potrafią zmusić do przemyśleń. Skoro dopiero rok temu dowiedzieliśmy się o tak gigantycznej ilości wody ukrytej wewnątrz Ziemi, to jakie sekrety jeszcze skrywa? I jak wpłyną one na dzisiejsze osiągnięcia naukowe? Miejmy nadzieję, że najnowsza technologia pozwoli znaleźć odpowiedź na to pytanie.
Aktualnie, bazując na teoretycznych kalkulacjach i danych pochodzących z nauk sejsmologicznych oraz badań pola magnetycznego Ziemi – możemy określić, co znajduje się pod jej powierzchnią. Nie jesteśmy w stanie wydrążyć wielkiej dziury, aby pobrać próbkę jądra. Aktualne metody badania naszej planet przyrównywane są często do pracy lekarzy. Jeżeli coś was boli, to lekarz nie rozcina wam brzucha, aby sprawdzić o co chodzi… lecz robi USG lub prześwietlenie.
Zamiast budować gigantyczną maszynę zdolną do prześwietlenia planet, naukowcy badają fale sejsmiczne, aby poznać “wnętrzności” Ziemi. Fale sejsmiczne często zmieniają kierunek. Jest to spowodowane tym, że przenikają przez wiele warstw różnych materiałów znajdujących się pod jej powierzchnią. Bazując na prędkości przemieszczania się fal, naukowcy są w stanie określić jak wygląda powierzchnia, przez którą przenika dana fala. Tego typu testy pozwoliły naukowcom określić postać jądra Ziemi. Jego temperatura jest natomiast efektem wolnego rozpadu radioaktywnych elementów pozostałych po czasach, kiedy planeta się formowała. Zewnętrzna warstwa jądra składa się z płynnego żelaza i jest umiejscowiona około 3000km pod powierzchnią Ziemi. Wewnętrzna jego część wykazuje charakter ciała stałego i znajduje się 5000km pod ziemią. W głównej mierze jądro składa się z żelaza i niklu.
Paradoksalnie, aby dowiedzieć się więcej na temat naszej planety, musieliśmy spojrzeć w niebo. Do poparcia swoich teorii, naukowcy wykorzystali dowody pochodzące z przestrzeni kosmicznej. Były nimi meteoryty. One również składały się z żelaza, co pozwoliło badaczom wywnioskować, iż ten pierwiastek jest bardzo powszechny we Wszechświecie. Może on być najczęściej wykorzystywany w procesie formowania się planet. To jednak nie zadowoliło głodnych faktów badaczy. Postanowili oni zbadać wnętrzności takich planet jak Merkury i Wenus. Problem polegał na tym, że nie mogli oni wykorzystać tradycyjnej metody analizowania fal sejsmicznych, aby dowiedzieć się, jak zbudowane są owe planety. Na pierwszy ogień poszedł Merkury, a metoda badawcza polegała na wykorzystaniu jego pola magnetycznego.
Zdaniem naukowców sam fakt, że Merkury posiada pole magnetyczne oznacza, iż jądro musi składać się z żelaza, a jego część jest ciekła. Bez przynajmniej częściowo ciekłego jądra nie zaszłaby konwekcja i Merkury nie mógłby mieć pola magnetycznego. Identyczny proces zachodzi na naszej planecie. To w jaki sposób ciekłe żelazo o tak wysokiej temperaturze jest w stanie wytworzyć pole magnetyczne wyjaśnia teoria dynama magnetohydrodynamicznego. Bez pola magnetycznego, życie na naszej planecie zostałoby unicestwione przez wiatr słoneczny.
Naukowcy poradzili sobie z ustaleniem podstawowych kwestii dotyczących jądra Ziemi. Nie oznacza to jednak, że wiemy o nim wszystko. Nowe badania pokazują, że wewnętrzna część jądra Ziemi może być o połowę młodsza niż przypuszczano lub podwójnie radioaktywna. Takie wnioski wyciągnięto wykorzystując równania mechaniki kwantowej. Jak widzicie wszystkie metody badawcze są bardzo teoretyczne. Każde nowe odkrycie może w ułamku sekundy zmienić to, w jaki sposób myślimy o jądrze naszej planety. Warto zauważyć, iż jesteśmy zmuszeni wierzyć na słowo innym, mimo że sami nie są w stu procentach pewni swoich wniosków. Wydawałoby się, że określenie z czego stworzone są gwiazdy jest jeszcze bardziej skomplikowane niż działanie i skład jądra planety. Ale okazuje się, iż tutaj instrumenty badawcze są znacznie bardziej precyzyjne.
Spektrometria
Do badania składu chemicznego gwiazd wykorzystuje się spektroskopię. Po wycelowaniu w gwiazdę, galaktykę, planetę lub cokolwiek innego, co zwróci uwagę naukowców; urządzenie zwane spektrometrem pobierze próbkę światła pochodzącą z danego obiektu. Podobnie do pryzmatu, rozdziela on światło dając nam swego rodzaju tęczę. I co dalej? Atomy każdego pierwiastka wytwarzają światło, odbijają lub pochłaniają je na różnych długościach fal, co w efekcie zmienia jego widzialny kolor. Oznacza to, że jeżeli spektrometr rozszczepi światło z odległej gwiazdy, to tęcza nie będzie kompletna. Zamiast tego, otrzymamy coś w rodzaju oddzielnych kolorów zmiksowanych z ciemnością. Każdy z pierwiastków wytwarza swoją własną tęczę zwaną widmem emisyjnym. Określenie z czego składa się gwiazda polega na przeanalizowaniu powstałej tęczy.
Przykładowo, jeżeli po skierowaniu spektrometru na jakiś obiekt uzyskamy tak wyglądające widmo emisyjne, to oznacza, że jest mamy do czynienia z wodorem.
Tak wyglądająca tęcza daje nam do zrozumienia, iż jest to żelazo.
W rzeczywistości, otrzymujemy widmo emisyjne, które jest miksem wielu pierwiastków, więc trzeba się naprawdę namęczyć, aby je wyodrębnić.
Jeżeli chodzi o naukę, to oprócz wiary w słowa naukowców, trzeba też użyć własnego umysłu i wydedukować, czy dane metody badawcze są miarodajne. W tej materii bardzo łatwo jest nas oszukać. Sami nie posiadamy tego typu urządzeń i nie jesteśmy w stanie przekonać się, czy ktoś nie próbuje wcisnąć nam ciemnoty. Nikt nie był wewnątrz naszej planety i nikt nie pobrał próbki żadnej z gwiazd. Jeżeli chodzi o medycynę i prześwietlenia, to oprócz samych obrazów, lekarze rozcięli już niejednego człowieka, co pomogło im zrozumieć jak działa ludzki organizm. Lekarz po ujrzeniu nawet najlepszego zdjęcia z USG, mógłby nie zrozumieć z czym ma do czynienia, gdyby nie posiadał wiedzy o funkcjonowaniu, wyglądzie i położeniu naszych organów. Naukowcy również łatwo mogą się pomylić jeżeli posiadają teorię, ale bez namacalnych dowodów mogących ją potwierdzić dojdą do błędnych wniosków. Zadawanie pytań i kwestionowanie wszystkiego prowadzi do wielkich odkryć, dlatego też nie bójmy się wątpić i poszukiwać dowodów.
