Země, která je naším společným domovem, se zrodila před 4,57 miliardy let. Je třetí planetou sluneční soustavy. V ní představuje jediné planetární těleso, na kterém je vědecky potvrzen život. 
Zůstávají však ještě mnohá tajemství. Vědecký průzkum Země (latinsky Terra, Tellus, řecky Gaia), jejích vnitřních procesů i vnějších proměň často končí názorovými střety badatelů. Na utváření zemského povrchu se významně podílejí z nitra působící endogenní (vnitřní) síly a zvnějšku exogenní (vnější) síly. Významnými – i když často děsivými – projevy endogenních sil jsou sopečné výbuchy a zemětřesení.
Připomíná vám cibuli?
Někteří geologové planetu přirovnávají k cibuli s jejími vrstvami, které představují jednotlivé zemské sféry. Uprostřed se nachází malé pevné jadérko, obklopené polotekutým vnějším jádrem. Blíže k povrchu je plášť a zemská kůra, která se dělí na oceánskou a kontinentální. Existují i přechodové zóny.
Na povrchu Země se vyskytuje hydrosféra v podobě souvislého oceánu kapalné vody, který zabírá přibližně 71 % zemského povrchu. Vydejme se nyní – s využitím nejnovějších vědeckých poznatků – na krátkou exkurzi.
ZEMSKOU KŮRU ZNÁME NEJVÍCE
Vzhledem k relativně snadné dostupnosti je nejpodrobněji prozkoumanou zónou nejsvrchnější vrstva (slupka) Země – zemská kůra. Chybná je představa, že o ní víme všechno. Vždyť zatím nejhlubší vrt pronikl do hloubky cca 12 km (více na jiném místě). Můžeme to přirovnat k píchnutí špendlíkem do slupky jabka, které však nepronikne k dužnině, o jádřinci ani nemluvě. Pronikání pod zemský povrch představují i doly. U nás (a současně i v Evropě) býval nejhlubší důl Prokop v Příbrami. Jinak nyní na území ČR sahá nejhlubší vrt do hloubky něco málo přes šest kilometrů, podobné je to i na Slovensku.
Vnější obal Země se dělí na dvě vrstvy – pevnou a tuhou litosféru. K ní vedle zemské kůry náleží i vnější část zemského pláště. Pod litosférou je plastická vrstva svrchního pláště Země, zvaná astenosféra, po jejímž povrchu kloužou litosférické desky.
SIAL A SIMA nejsou šifry
Zemskou kůru tvoří lehčí horniny, které v průběhu dlouhého vývoje planety vycházely na povrch a zde ztuhly. Vědci postupně zjistili, že zemská kůra je tzv. Conradovou diskontinuitou rozdělena na vnější (tektosféru) SIAL a hlouběji ležící – tzv. ekologitový tuhotekutý – plášt, nazývaný SIMA. Nejde o nějaká konspirativní označení. SIAL je složen především ze sloučenin křemíku (silicium, tedy Si) a hliníku (Al). Nejhojnější horninou je žula. A co se skrývá pod označením SIMA? Magmatická vrstva složená převážně ze sloučenin křemíku (Si) a hořčíku – magnesia (odtud ma).
Nejnověji se často místo SIAL používá termín „pevninská kůra“, místo SIMA „svrchní plášť.“
Síla kůry se mění
Kontinentální litosféra je celkově silná asi 150 km. Síla či mocnost (hovorově tloušťka) její součásti – zemské kůry – osciluje mezi hodnotami 6–70 km. Nejširší je pod pohořími. Silnější kontinentální kůra má menší hustotu a obsahuje především vrstvu, složenou z tzv. felsických hornin bohatých na křemík, sodík, draslík a hliník. V ČR je průměrná síla 35 km. Z hornin zde převažují žula a pak čedič.
Nejslabší kůru (max. 20 km) bychom nalezli na dně oceánů. Oceánská litosféra vzniká sopečnou činností na středooceánských hřbetech, které se táhnou po celém zemském povrchu.
Jsou pevniny opravdu pevné?
Zemský povrch pokrývají oceány a pevniny, které z nekonečného moře vystupují jako ostrovy. Pod nimi je těžká vrstva, zvaná sima (svrchní plášť), zatížená mořem a i pevninou a vystavená obrovskému tlaku. Ten zdejší tvrdé horniny změnil v tuhotekutou hmotu, která je v hloubce cca 120 km zcela plastická a pohyblivá. Pevninské sialové kry plují po simě tak jako ledovcové hory na moři a mají i stejný ponor. Z ledovcové kry nad hladinu vyčnívá jen osmina až desetina její tloušťky; zbytek je pod vodou. Pevniny mají ponor 50–60 km a vyčnívají nad hladinu simy asi pět kilometrů.
Podle tohoto výkladu by tedy pluly po hladině simy pevniny i oceány. Pokud by sima proudila, pohybovaly by se pevniny po proudu jako plující ostrovy. Představme si to, jako když do potůčku vhodíme pár kousků kůry. Pevnost pevnin tedy záleží na klidu svrchního pláště.
Měsíční přitažlivost ovlivňuje i pevninu
Badatelé zmíněný svrchní plášť (simu) přirovnávají k moři. Na to má vliv Měsíc, což dokazuje věčným přílivem a odlivem. Stejně tak Luna ovlivňuje svou přitažlivostí „moře“ simy. Naše kontinenty se tedy pravidelně houpou na vlnách simy, která se vzdouvá pod vlivem Měsíce. Tak vědci dospívají k diametrálně rozdílnému pohledu na svět. Velmi působivý příměr se 21. STOLETÍ dozvědělo od vynikajícího geologa Ladislava Čepka: „Místo planety, tvrdou kůrou stažené, vidíme Zemi jako pevnou kouli v měkkém plastickém pláštíku, který se na jejím těle vzdouvá, takže letí vesmírem, jako kdyby dýchala.“
Je-li pokles sialové kry veliký, pak ji moře zcela zatopí a celý blok zmizí. Tak se v lidských dějinách ztratilo mnoho ostrovů, dokonce celé pevniny. Má mezi nimi být i bájná Atlantida, údajně potopená v Atlantském oceánu.
Evropa s námi pluje
Pevná zemská kůra se dělí na několik kusů – tzv. litosférických desek, které se zvolna pohybují po svrchním plášti. Některé desky pokrývá oceán, jiné naopak nesou kontinenty. Ty se pohybují ve směru vertikálním – tedy stoupají či naopak klesají. Ovšem plují po plášti (simě) také ve směru horizontálním, samozřejmě velice pomalu. Na tom je založena teorie deskové tektoniky, jejíž principy poprvé zveřejnil roku 1912 německý astronom a meteorolog Alfred Wegener. I nyní s námi cca 2,5 cm ročně (to je jako růst nehtu za rok) pluje – směrem k Africe – symbolická loď jménem kontinent Evropa.
Nejmodernější pozorování naznačují, že neplave sial na simě, jak se tradičně tvrdí, ale že litosféra, která zahrnuje celou kůru (sial) a část pláště (sima), se pohybuje na tzv. astenosféře, která je zcela přirozeně součástí pláště – simy.
ZEMSKÝ PLÁŠŤ SI HRAJE NA SCHOVÁVANOU
Zemský plášť nahoře ohraničuje zemská kůra, dole zemské jádro. Plášť tvoří 69 % hmotnosti Země a 84 % (jejího?) celkového objemu. Odborníci ho dělí na svrchní a spodní plášť.
První vědecký projekt, jehož cílem bylo počátkem 50. let 20. století provrtat zemskou kůru a navrtat rozhraní a svrchní plášť, dostal název „Mohole“ (hole je anglicky „díra“ či „otvor“.) Vrt však museli experti zastavit pro nepřekonatelné technické potíže, aniž se podařilo navrtat něco, co by se dalo označit za svrchní plášť.
Pomohly metody nepřímé
Geofyzikové, geologové a geochemikové se však nevzdali. Už přímo nevrtali, ale po tajemství nitra pátrali nepřímými metodami. Zaměřili se na studium fyzikálních vlastností hlubších částí Země a na zkoumání hornin, které z těchto částí mohou pocházet. Nechybělo ani modelování – napodobování přírody. Tak vznikl projekt „Svrchní plášť“ (Upper Mantle Project – UPM). Podařilo se zjistit teploty a tlaky, které panují v této slupce planety. Ozřejmilo se také její složení a elastické vlastnosti. Experti dospěli k jednoduchému závěru, že většina geologických procesů ve svrchním plášti (povrchové části Země) vyplývá z dějů v hlubších zónách Země.
Svrchní plášť: Sahá do hloubky až 650 km. Rozkládá se 0–20 km pode dnem oceánů a 20–90 km pod kontinenty. Průměrná hustota je 3,27 g/cm3, což umožňuje pohyb litosférických desek. Skládá se z olivínu, pyroxenu, granátu a spinelu.
Spodní plášť: Je v hloubce od 650 do 2900 km. Tvoří ho hlavně křemičitany, obohacené o kobalt, hliník a titan. Hraničí už s tekutým vnějším jádrem. Právě rozhraní pláště a jádra je považováno za chemicky nejaktivnější oblast v nitru Země.
Zemský plášť zasahuje do hloubky 2890 km. Za rozhraní mezi kůrou a pláštěm lze označit mj. diskontinuitu v rychlosti seizmických vln – tzv. Mohorovičićovu diskontinuitu.
ZEMSKÉ JÁDRO ŽHNE JAKO SLUNCE
Mezi vědci převažuje názor, že v raném období Země, před asi 4,5 miliardy let, byl povrch roztaven a hustší hmota klesala ke středu v procesu zvaném planetární diferenciace, zatímco lehčí materiály vyplavaly do zemské kůry. Záhadné jádro Země začíná cca 2900 km pod jejím povrchem a obnáší cca 31 % zemské hmotnosti Země.
Jádro se dělí na dvě části – pevné vnitřní jádro (poloměr kol 1250 km) a tekuté vnější jádro (poloměr cca 3500 km), které se rozprostírá kolem něj. Všeobecně se předpokládá, že vnitřní jádro je pevné a tvoří ho železo, v menší míře nikl. Vypadá spíše zploštěle než kulovitě. Je velmi žhavé (odhaduje se až 5500 °C, což je jako žár na povrchu Slunce!) a má i velkou hustotu, kterou způsobují obrovské tlaky, které zde působí.
Nedávné důkazy naznačují, že vnitřní jádro nejspíš rotuje poněkud rychleji než zbytek planety o asi 0–2° za rok Mnozí badatelé fandí názoru, že žhavotekutá část jádra spolu s vnitřní rotací spoluvytváří magnetické pole Země.
Vnější jádro je zřejmě polotekuté až tekuté. Podle odhadů se skládá z kobaltu, síry, kyslíku a křemíku. Ovšem dokázat to zatím jednoznačně nelze nemůžeme.
POD CHLADNOU VODOU NAJDEME ČAROVNÉ SVĚTY
Vodní plocha světového oceánu pokrývá cca 71 % zemského povrchu. Tato vodní hmota se souhrnně označuje jako světové moře (oceán). Pokud do něj hodíme těžkou minci, měla by na jeho dno padat celou hodinu. Představme si jako sci-fi, že na místě mince budeme my – třeba ve speciálním potápěčském skafandru.
Nejprve přes průzor zjistíme, co možná tušíme – moře pokrývá i velké plochy kontinentální kůry. Kontinent tudíž nekončí tam, kde začíná moře, ale jeho rozloha bývá o více než 10 % větší, než nám ukazují zeměpisné mapy. Patří k němu totiž i celý pevninský šelf – nízký okraj zaplavený mořem. Potom nás čeká „podmořský sešup“. Mívá většinou mírný sklon 2–6 stupňů, ovšem třeba u Ceylonu je 42 °!
Převyšují pozemské hory
Nejhlubším podvodním místem je Mariánský příkop v severním Tichém oceánu – u Mariánských ostrovů, poblíž ostrova Guam. Leží 11 034 m pod hladinou. (Kupodivu
překvapení vědci na jeho dně objevili život v podobě platýzů a garnátů!) Do oceánu by se tedy daly převrátit i největší pozemské hory – a zdaleka by nevyčnívaly. Ostatně i na oceánském dně uvidíme horstvo – mnohdy vyšší než na souši. Tady se táhnou předlouhé středooceánské hřbety. Jejich celková délka dosahuje na Zemi okolo 60 000 km.
Středooceánský zlom vytváří na mořském dně typickou vnitřní charakteristiku členění dna, kde se vždy vyzdvihuje nad okolní abyssální (hlubokomořské) plošiny do výšek okolo tří km. V krajním případě se může stát, že hřbet vystupuje i nad hladinu oceánu jako např. na Islandu. Nechybějí ani velké podmořské kaňony.
Sopky žhnou i pod vodou
Nečekaně vás teoreticky překvapí rudá záře, která v dáli naruší temnotu. Tak se představuje jedna z četných podmořských sopek. Princip je stejný jako u jejich suchozemských příbuzných vulkánů – tlak uvnitř Země vytlačuje slabšími místy v zemské kůře směs roztavených hornin a plynů, tzv. magma. Těsně pod povrchem dochází k prudkému výronu bublinek plynů, magma napění a začne se vylévat v podobě lávy. Ta zchladne a ztuhne, vznikne z ní nová hornina. Při každém novém výbuchu se vytvoří nová vrstva horniny. Velké šance pro sopečnou činnost nabízí právě slabá oceánská kůra. Vždyť nejstarší místa Tichého oceánu jsou stará teprve 200 milionů let. Pokud je erupce podmořských sopek dostatečně silná (či opakovaná), vynoří se ze dna oceánu sopečný kužel. Mořské sopky se mohou pohybem tektonických desek pomalu posouvat a v místě původního epicentra mohou postupně vznikat další a další sopečné ostrovy. Tímto způsobem dochází ke vzniku celých sopečných souostroví.
Po takové napínavé exkurzi zase jistě rádi vystoupáte z mořského dna vzhůru. Z temnot, kde probleskují světélkující mořské obludy, nahoru, kde vodu prozařují sluneční paprsky. Už jste zase na suché zemské kůře. Laicky ji můžeme charakterizovat jako nejsvrchnější slupičku souše, která nás nese i živí.
Více se dozvíte:
Planeta Země, Universum, 2004
Objevujeme svět, Reader‘s Digest Výběr, 2002
P. Jakeš: Planeta Země, Mladá fronta, 1994
L. Čepek: Hlubiny Země, Orbis, 1984
http://cs.wikipedia.org./wiki/
Malá seznamka s velkou Zemí
Zemský povrch – 509 950 714 km2
Obsah Země – 1 082 841 320 000 km2
Rovníkový poloměr – 6378 km
Polární poloměr – 6356
(Rozdíl – 22 km)
Poloměr koule o stejném obsahu – 6370 km
Zploštění Země – 1/299
Obvod rovníku – 40 070 km
Obvod poledníku – 40 000 km
Průměrná hustota Země – 5,52 (čeho? jednotky = ?)
Magnetické póly Země se mění?
Jednou z nejdůležitějších vlastností planetárních těles je magnetismus. Dlouho převládala domněnka, že zemský plášť má „stálý“ magnet. Mnozí badatelé příčiny zemského magnetismu vidí v proudění hmoty uvnitř Země. Kapitáni lodí i posádek letadel používají k navigaci magnetický sever a jih. Ke stanovení kurzu spoléhají na to, že magnetické póly jsou pevné body v Arktidě a Antarktidě. Nejnověji se však ukazuje, že za posledních 85 milionů let si magnetický sever a jih vyměnily místo v cca 180 případech.
Je to možné? Údajně ano. Magnetické póly existují díky pohybům a třením mezi vnitřními plastickými a tekutými částmi zemského tělesa. Vědci se domnívají, že tento pohyb je někdy tak prudký, že dokáže polohu pólu změnit. Jak se podařilo 21. STOLETÍ zjistit, někteří badatelé, ale i psychotronici, tvrdí, že k zatím poslední změně magnetických pólů došlo v roce 1999.
Provrtali se prý do pekla!
Za nejhlubší vrt na pevnině odborníci považují ten s označením SG3 na ruském poloostrově Kola. V tvrdých horninách chtěli proniknout do hloubky 13,5–15 km. Začali roku 1970 a již v roce 1984 dosáhli hloubky 12 068 m. Diamantové vrtné nástroje se neosvědčily, vystřídaly je speciálně vyvinuté keramické břity. Pro hloubení vrtu musely být průběžně vyvíjeny a zkoušeny nové unikátní technologie. Automatické vytahování soutyčí z hloubky trvalo 12 hodin. Vrtalo se nonstop. Přímo u vrtu se střídalo 40 lidí, další experti hned na místě vyhodnocovali vzorky, připravovali výplach a kontrolovali vrtné tyče ultrazvukem, aby nalezli případné vady materiálu a zabránili havárii.
Vědce překvapily mj. četné termální prameny vyvěrající z rozpukaných krystalinických hornin o kterých se předpokládalo, že budou suché. Horninové vzorky (tzv. vrtné jádro) se při vytahování změnou tlaku trhaly, odletovaly z nich odštěpky a někdy doslova explodovaly. Teplota vody na dně vrtu byla 220 °Celsia a tlak na dno vrtu činil 1400 atmosfér.
Mapy prozrazují teplotu
Už existují moderní mapy, ze kterých se zjistí, jaká je teplota pod povrchem v různých místech ČR. Např. v jižních Čechách by se muselo vrtat 9000 m pod povrch, aby tam byla teplota hornin 130 °C. Taková teplota je už 5000 m třeba pod Karlovými Vary.
Země není zcela kulatá!
Již před 2300 lety učenci jako Aristoteles (384–322 př. n. l) tvrdili, že Země má tvar koule. Dnes převládá názor, že se jedná o nedokonalou kouli s poloměrem 6378 km, která se skládá z jednotlivých zemských sfér. Jedná se spíše o elipsu, odborně „rotační elipsoid“ či „geoidu“.
Zemětřesení není vždy jen na škodu
Připomínkou toho, jaká ohromná síla se skrývá hluboko v nitru Země, je zemětřesení. K němu dochází podél rozhraní litosférických desek, ze kterých se skládá zemská kůra. Někde se sousední desky posouvají vodorovně podél rozhraní, jinde na ně působí síly, které je táhnou od sebe. Tak vzniká ohromné napětí. To však horniny v zemské kůře nemohou vydržet do nekonečna. Přichází okamžik, kdy prasknou. Co následuje? Prudký pohyb vyvolá silný otřes, který se šíří okolními horninami ve všech směrech. Na povrchu se projevuje jako zemětřesení, většinou s katastrofálními následky.
Přes 250 000 obětí – mužů, žen i dětí – si tak do černé statistiky letos zapsala na Haiti a v Chile. Výzkumníci však tak získávají nové poznatky o dění v nitru Země.
Sopky paradoxně pomáhají
Vzrušujícím přírodním procesem je také činnost sopek. Ve srovnání se zemětřesením ohrožuje asi desetinu obyvatelstva. „Na celé planetě se každým rokem přihlásí o slovo několik desítek sopek, přesto pouze menší část z nich představuje akutní ohrožení lidských životů. Nebylo by ovšem moudré toto riziko podceňovat, neboť mnoho vulkánů se probudí náhle a právě díky nepřipravenosti a podcenění často umírá množství nevinných obětí,“ řekl 21. STOLETÍ světoznámý vulkanolog, doc. RNDr. Zdeněk Kukal, DrSc. Upřesnil, že vulkanických hazardů je v rámci celé zeměkoule ušetřen pouze jediný kontinent – Austrálie.
Na druhou stranu mohou být doprovodné projevy vulkanismu, spojené se zvýšeným tokem geotermální energie, přínosem pro lidi – nejen v podobě léčivých termálních pramenů.
Erupce však pomáhají vědcům. Jak? Sopky jsou sondami do mělkých částí země (60–400 km hluboko). Odtud erupce vynášejí na zemský povrch žhavou hmotu, která se dá snadno chemicky zkoumat. Tak lze mj. usuzovat, že do hloubky musí stoupat měrná hmotnost materiálu. Je nemyslitelné, že by do takové hlubiny dostali pomocí vrtů či třeba dokonce řízených malých jaderných výbuchů, jak někteří vědci kdysi navrhovali.
Podivná hypotéza: Země je dutá!
Ačkoli to vypadá jako sci-fi, mnozí vědci se i ve 21. století domnívají, že Země je dutá! Tuto teorii prý formuloval slavný astronom Edmund Halley (1656–1742).
Cožpak může být naše planeta dutá tak, jak ji podobně představuje globus? A kudy bychom se tam dostali? Údajně severním nebo jižním polárním otvorem. Severní vchod si ke vstupu měl zvolit Olaf Jansen, jenž tam dorazil na lodi (přes Zemi Františka Josefa a otevřenou cestu v ledu ústící na volném, vcelku teplém, moři) 15. 8. 1829. Přísně utajované americké vojenské dokumenty mají potvrdit, že admirál námořnictva USA Richard Evelyn Byrd severním a jižním polárním otvorem proletěl roku 1929 letadlem! Průlet si prý zopakoval: v únoru 1947 a 13. 1. 1956. Nová zjištění mají ukazovat, že fantastické teorii o„ duté Zemi“ věřili někteří němečtí pohlaváři a chtěli toho využít pro vojenské účely. (Více http://sweb.cz/dutazeme/)
O slovo se hlásí chemie
Dlouho se badatelé marně snažili podrobně vypočíst průměrné chemické a mineralogické složení zemské kůry. Teprve nedávno to dokázali ruští vědci S. B. Ronov a A. A. Jatroševskij. Zjistili, že v ní je 64,7 % vyvřelých hornin, z nichž převládají čedičové (42,5 %). V zemské kůře dále nalezli 27,4 % hornin metamorfovaných (přeměněných); převažují ruly (21 %). Dále je zde 7,9 % hornin usazených, mezi kterými dominují jíly a břidlice (4,2 %), uhličitanové horniny ( vápence 2 % ), písky a pískovce (1,7 %).
